УДК: 616-099-085.322:582.998.2

НІТРАТНО-КАДМІЄВА ІНТОКСИКАЦІЯ У ТВАРИН ТА ПРОТЕКТОРНИЙ ВПЛИВ НАСТОЯНКИ ЕХІНАЦЕЇ ПУРПУРОВОЇ

Т.І. Кметь, Л.І. Власик, доктор мед. наук

Буковинська державна медична академія, м. Чернівці, Україна
ДП НДІ медико-екологічних проблем, м. Чернівці, Україна

SUMMARY. A more pronounced neuroprotective effect, stabilization of hemoglobin level and decrease of methemoglobinemia in animals with a rapid type of acetylation have been established by prophylactic usage of echinacea purpurea tincture by nitrate-cadmium intoxication. The usage of echinacea purpurea tincture against the bachground of nitrate-cadmium intoxication proved to be accompanied by the increase in the level of secondary products of liver lipoperoxidation in pubertal rats with various types of acetylation. It was shown that prophylactic usage of the phytopreparation by natrium nitrate and cadmium chloride action in animals with slow type of acetylation is accompanied by the increase of ceruplasmin content, while in rapid acetylators — on the contrary, its content decreases with simultaneons lowering of catalase, glutathione activity and by the increase glutathione-S-transferase.

Однією з найбільш актуальних проблем сучасної медицини є пошук засобів захисту організму від комбінованого впливу ксенобіотиків. Останнім часом увагу науковців та лікарів-клініцистів привертають рослинні лікарські препарати, оскільки вони володіють антиоксидантними, імуностимулюючими, мембраностабілізуючими ефектами, зокрема, за умов тривалої дії хімічних чинників. Такі властивості мають препарати ехінацеї [1].

З літературних джерел відомо, що спиртовій настоянці ехінацеї пурпурової властива протекторна дія при надходженні до організму хлориду кадмію [2], а також сполук свинцю в комбінації з нітратом натрію [3].

Метою роботи було вивчення впливу типу ацетилювання на захисні властивості настоянки ехінацеї пурпурової з використанням моделі нітратно-кадмієвої інтоксикації у статевозрілих щурів.

Матеріал і методи

Експерименти проводили на 42 статевозрілих конвенційних аутбредних щурах-самцях 6-місячного віку масою 0,200—0,220 кг. Утримання, годування та забій лабораторних тварин проводили відповідно до прийнятої в експериментальній практиці методики [4]. Для визначення типу ацетилювання тваринам вводили внутрішньошлунково сульфадимезин (на 1% крохмальному розчині) із розрахунку 100 мг/кг маси тіла. Швидкість ацетилюючої здатності тварин визначали за методикою Пребсінг-Гаврилова в модифікації Тимофєєвої [5]. За кількістю виділеного із сечею вільного сульфадимезину та його ацетильованого метаболіту дослідних тварин було поділено на дві групи: "швидкі" та "повільні" ацетилятори. У кожній групі виділено три підгрупи: I — контрольні тварини, II — тварини, яким вводили хлорид кадмію та нітрат натрію, III — тварини, яким вводили хлорид кадмію, нітрат натрію та настоянку ехінацеї пурпурової.

Хлорид кадмію вводили внутричеревно в дозі 0,1 мг/кг, що дорівнює 1/50 DL₅₀, нітрат натрію — внутрішньошлунково в дозі 500 мг/кг, що дорівнює 1/15 DL₅₀. Контрольним тваринам вводили, відповідно, ізотонічний розчин натрію хлориду та водопровідну воду. Тваринам III підгрупи за 1,5 год. до введення хлориду кадмію та нітрату натрію внутрішньошлунково вводили спиртову настоянку свіжих кореневищ із коренями ехінацеї пурпурової (ЕП) у дозі 0,25 мл/кг. Після 14 днів та через 24 години після останнього введення речовин тварин під легким ефірним наркозом виводили з експерименту шляхом декапітації. У динаміці підгострої нітратно-кадмієвої інтоксикації (на 7-й та 14-й день експерименту) у тварин вивчали особливості стану центральної нервової системи (ЦНС) за поведінковими реакціями: горизонтальна і вертикальна рухова активності (ГРА і ВРА), норковий рефлекс (НР), емоційна реактивність (ЕР) та інтегральна поведінкова активність (ІПА) [6]. У цільній крові визначали концентрацію метгемоглобіну [7] та гемоглобіну [8], а у плазмі — рівень церулоплазміну (ЦП) [9]. У гомогенаті печінки визначали вміст вторинних продуктів пероксидного окислювання ліпідів (ПОЛ), що реагують із 2-тіобарбітуровою кислотою (ТБК-активних продуктів) [10]. Крім того, досліджували активність ферментів антиоксидантної системи (АОС) печінки: каталази [11], глутатіон-S-трансферази (Г-S-Т) [12] та глутатіонпероксидази [13]. Отримані дані обробляли методами варіаційної статистики з використанням t-критерію Стьюдента.

Результати дослідження та їх обговорення

У тварині зі швидким типом ацетилювання на 7-й день експерименту спостерігалося відновлення показників ГРА та ІПА до значень контролю (табл. 1). У свою чергу, в повільних ацетиляторів вірогідного позитивного ефекту фітопрепарату на ГРА та ІПА не виявлено (Р>0,05).

На 14-й день експерименту ГРА та ІПА у швидких метаболізаторів III підгрупи відповідно на 38% і 23% вища (Р<0,05) відносно уражених тварин, проте залишається вірогідно нижчою відповідно на 18% і 12% відносно тварин I підгрупи (Р<0,05). У свою чергу ГРА та ІПА у повільних ацетиляторів III підгрупи вірогідно не змінюється відносно тварин II підгрупи.

У тварин із швидким типом ацетилювання, які отримували ЕП, відмічається зростання ВРА на 48% (Р<0,05), тоді як у повільних метаболізаторів — лише на 30% (Р<0,05) по відношенню до уражених тварин, причому вона залишається вірогідно нижчою на 15% відносно контролю (Р<0,05).

Величина НР у тварин із швидким типом ацетилювання, які отримували фітопродукт, вірогідно зростає на 22% по відношенню до підгрупи тварин, які піддавалися нітратно-кадмієвій інтоксикації (Р<0,05). У повільних метаболізаторів аналогічних підгруп відмічається лише тенденція до зростання даного показника (Р>0,05).

Коригуючий вплив настоянки ехінацеї пурпурової у швидких метаболізаторів може бути пов'язаним із наявністю в ній водорозчинного полісахариду "ехінацина". Даний полісахарид сприяє синтезу ендогенних глюкокортикоїдів, які збільшують утворення пантотенової кислоти — основної складової ацетил-КоА [14, 15]. Даний субстрат необхідний для синтезу N-ацетилтрансферази. Можливо, у швидких ацетиляторів цей процес відбувається більш інтенсивно.

Застосування фітопродукту у тварин із швидким типом ацетилювання сприяє вірогідному зростанню концентрації гемоглобіну на 21% по відношенню до уражених тварин (Р<0,05), тоді як у тварин із повільним типом ацетилювання його концентрація не змінюється (Р>0,05), а залишається вірогідно нижчою на 15% (Р<0,05) по відношенню до контролю (табл. 2).

Вміст у крові метгемоглобіну у швидких ацетиляторів III підгрупи вірогідно зменшився на 59% по відношенню до II підгрупи (Р<0,05). У тварин із повільним типом метаболізму його концентрація понизилась статистично не вірогідно (Р>0,05), та залишається вірогідно вищою у 2,7 раза по відношенню до I підгрупи (Р<0,05).

На фоні введення фітопрепарату відмічається вірогідне зниження концентрації церулоплазміну в плазмі крові у швидких ацетиляторів на 19% (Р<0,05) відносно до уражених тварин, проте залишається вірогідно вищою у 1,3 раза порівняно з контролем (Р<0,05). У повільних метаболізаторів спостерігається вірогідне підвищення вмісту цього антиоксиданту в плазмі крові на 19% (Р>0,05) відносно до II підгрупи і вірогідне його зростання на 34% відносно до I підгрупи (Р<0,05).

На фоні застосування настоянки ехінацеї виявлено вірогідне зростання ТБК-активних продуктів у печінці повільних і швидких ацетиляторів відповідно в 1,3 та 1,5 раза відносно до контролю (Р<0,05). Зростання кількості малонового альдегіду у тварин, які отримували настоянку ехінацеї, імовірно, пов'язано з тим, що до її складу входять аміди 2,4-дієнової структури, які можуть взаємодіяти з тіобарбітуровою кислотою [16].

За умови введення фітопрепарату активність каталази печінки у щурів із повільним типом ацетилювання не змінювалась. У той же час у швидких ацетиляторів спостерігалось вірогідне зниження активності цього ферменту на 13% як відносно до уражених тварин, так і до контролю (Р<0,05).

У тварин із повільним та швидким типами метаболізму відмічається вірогідне зниження активності в печінці ГП відповідно на 24% та 20% відносно до уражених тварин (Р<0,05).

Активність Г-S-Т у печінці щурів III підгрупи зі швидким типом ацетилювання зростає на 9% (Р<0,05) відносно до уражених тварин та на 14% відносно до контролю (Р<0,05). У той же час у повільних ацетиляторів спостерігається вірогідне зниження активності цього ферменту на 10% по відношенню до уражених тварин (Р<0,05).

Таким чином, реакція антиоксидантної системи печінки на фоні нітратно-кадмієвої інтоксикації за умови профілактичного застосування ЕП не в однаковій мірі проявляється у тварин із різним типом ацетилювання. Так, у щурів із швидким типом метаболізму спостерігається пригнічення активності каталази на фоні компенсаторного зростання глутатіон-S-трансферази. У свою чергу, у повільних ацетиляторів введення фітопрепарату сприяє нормалізації активності досліджуваних ферментів антиоксидантного захисту.

Перспективними залишаються дослідження щодо вивчення особливостей впливу настоянки ехінацеї пурпурової на функціональний стан організму за умов нітратно-кадмієвої інтоксикації інших вікових груп.

Висновки

1. Профілактичне застосування настоянки ехінацеї пурпурової за умов комбінованої нітратно-кадмієвої інтоксикації забезпечує нормалізацію горизонтальної і вертикальної рухової активності, норкового рефлексу та інтегральної поведінкової активності у статевозрілих щурів із швидким типом ацетилювання. Нейропротекторний ефект у повільних ацетиляторів виражений менш інтенсивно.

2. Настоянка ехінацеї пурпурової забезпечує стабілізацію рівня гемоглобіну та зниження метгемоглобінемії у швидких метаболізаторів.

3. Введення настоянки ехінацеї пурпурової на фоні нітратно-кадмієвої інтоксикації супроводжується практично однаковим зростанням кількості ТБК-активних продуктів у печінці статевозрілих щурів із різним типом метаболізму.

4. У повільних метаболізаторів зростає вміст церулоплазміну, а у швидких — навпаки, зменшується, з одночасним зниженням активності каталази, глутатіонпероксидази та зростанням глутатіон-S-трансферази печінки.

Література
1. Чекман І.С. Клініко-фармакологічні властивості ехінацеї // Ліки. —2001. —№3. —С. 25—26.
2. Дейнека С.Є. Коригуючий вплив ехінацеї пурпурової на функціональний стан нервової системи за умов експериментальної кадмієвої інтоксикації // Вісник проблем біології та медицини. —1999. —№15. —С. 19—21.
3. Янчук В.В., Власик Л.І. Протекторна роль настоянки ехінацеї пурпурової за умов ізольованої та комбінованої нітратно-свинцевої інтоксикації у тварин різного віку // Тези доп. наукової конференції "Вікові аспекти чутливості організму до ксенобіотиків". —Чернівці, 2002. —С. 14.
4. Паращук Ю.С., Шкарбут Ю.Е. Основные принципы организации биомедицинских исследований с использованием лабораторных животных // Експериментальна і клінічна медицина. —2002. —№2. —С. 36—39.
5. Методы экспериментальной химиотерапии. / Под ред. Г.Н. Першина. 2-е изд. —М.: Медицина, 1971. —С. 453—457.
6. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Д.П. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения: Пер. с англ. —М.: Высшая школа, 1991. —399 с.
7. Горн Л.Э. К методике количественного определения метгемоглобина в крови // Фармакология и токсикология. —1951. —№4. —С. 37—40.
8. Методы исследований в профпатологиии / Под ред. Архипова О.Г. —М.: Медицина, 1988. —207 с.
9. Колб В.Г. Камышников В.С. Справочник по клинической химии. —Минск: Беларусь, 1982. —290 с.
10. Владимиров Ю.А., Арчаков А.И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. —М.: Наука, 1972. —252 с.
11. Королюк М.А., Иванова Л.И., Майорова И.Г. Метод определения активности каталазы // Лаб. дело. —1988. —№1. —С. 16—19.
12. Habig W.H., Parst M.J., Jakobv W.B. Glutathione-S-transferases. The first enzymatic step in mercapturie acid formation //J. Biol. Chem. —1974. —Vol. 249, № 22. —P. 7130—7139.
13. Геруш І.В., Мещишен І.Ф. Стан глутатіонової системи крові за умов експериментального виразкового ураження гастродуоденальної зони та дії настоянки ехінацеї пурпурової // Вісник проблем біології та медицини. —1998. —№7. —С. 10—15.
14. Біологічна хімія / Вороніна Л.М., Десенко В.Ф., Мадієвська Н.М. та ін. / За ред. проф. Л.М. Вороніної. —Х.: Основа, 2000. —608 с.
15. Справочник Видаль. Лекарственные препараты в России // М.: АРС, 1996. —1280 с.
16. Самородов В.Н., Поспелов С.В., Моисеева Г.Ф. и др. Фитохимический состав представителей рода эхинацеи и его фармакологические свойства // Хим.-фарм. журн. —1996. —Т. 30, №4. —С. 32—37.