УДК613.2/.3:614.876

РОЛЬ АЛІМЕНТАРНОГО ФАКТОРА У БІОСИНТЕЗІ РНК ПІД ЧАС НАДХОДЖЕННЯ ДО ОРГАНІЗМУ РАДІОНУКЛІДНОЇ КОНТАМІНАНТИ

П.О. Карпенко, доктор мед. наук

Інститут екогігієни і токсикології ім. Л.І. Медведя, Київ

SUMMARY. In the experiments on white rats it was shown that radionuclides when alimentary entering into an organism caused a decrease of mitochondrial RNA biosynthesis in liver and heart muscle. The vegetable products balsam "Ukraine" and the protein product "Biostim", added to a ration, reduce this negative influence of radionuclides. Therefore it is expediently to use these products in the alimentary prophylactics of worker's diseases in the Chernobyl zone.

Багаточисельними науковими роботами доведено, що радіоактивні речовини (радіонукліди), потрапляючи до організму тварин і людини, можуть негативно впливати на структуру клітинних компонентів і функцію біологічних систем, особливо генетичного та білоксинтезуючого апаратів функціонуючих клітин різних органів [1, 2, 3, 4]. Крім того, результати наших досліджень свідчать про високий рівень частоти захворювань та їх динаміку серед працівників Чорнобильської зони відчуження. Особливо це стосується системи органів травлення та серцево-судинної системи. Все це вказує на потребу комплексного підходу до вирішення як практичних, так і теоретичних питань відносно профілактики захворювань, в тому числі аліментарної [6]. У зв'язку з цим доцільно було вивчити біологічну дію окремих продуктів харчування на інтенсивність біосинтезу РНК у печінці й серцевому м'язі.

Для цього у першій серії досліджень 20 білих щурів (самців) з середньою масою тіла 150 г були розділені на 5 груп по 4 тварини у кожній. Щури утримувались на стандартному віварному раціоні без радіонуклідної контамінанти: 1-а група — контрольна, 2-га група отримувала додатково щоденно по 1 мл безалкогольного бальзаму "Україна", 3-я група — по 2 г білкового продукту "Біостим", 4-а група — по 5 мл безалкогольного напою "Асканія", 5-а група — по 1 мл бальзаму "Україна" + 2 г "Біостиму".

Безалкогольний бальзам "Україна" виготовлений на основі концентрованих плодово-виноградних соків, настоїв пряно-ароматичних і лікарських рослин, цикорію розчинного і кореню женьшеня. Енергетична цінність його становить 194 ккал/100 г (ТУ 10.13УРСР.258-90). Безалкогольний напій "Асканія" виготовлений з яблучного та виноградного соків з додаванням концентрату квасового сусла та настою лікарських трав. Енергетична цінність його — 53,1 ккал/100 г (ТУ 10.17УРСР.51-89). Для виготовлення сухого білкового продукту "Біостим" використовується переважно сировина тваринного походження та інші компоненти (суха кров освітлена великої рогатої худоби, сухе знежирене молоко, ячмінно-солодовий екстракт, соєвий концентрат, яєчний порошок, пектин, метіонін, аскорбінова кислота, цукрова пудра, апельсинова есенція та стеарат кальцію). Енергетична цінність продукту — 412,5 ккал/100 г.

У другій серії досліджень 12 тварин утримувались на стандартному віварному раціоні з домішкою радіонуклідної контамінанти (м'ясо-кісткове борошно і молоко з рівнем забруднення ¹³⁴Cs та ¹³⁷Cs 370 Бк/кг/л): 1-а група — контроль позитивний, 2-а — одержувала додатково щоденно по 1 мл бальзаму "Україна", 3-я група — по 2 г "Біостиму". Тривалість обох експериментів — 30 днів.

При вивченні біосинтезу РНК (на двох етапах експерименту) через 24 години після заключного вживання згаданих вище продуктів тваринам контрольної та досліних груп за 2 години до умертвіння внутрішньочеревно вводили мічену тритієм оротову кислоту (³Н-оротат), виробництва UVVVR-Praha з питомою активністю 15 КІ/ммоль в кількості 50 мкКІ на 100 г маси тіла. Після декапітації тварин, печінку і окремо серцевий м'яз гомогенізували у 20-ти об'ємах охолодженої льодом 0,25 моль/л сахарози з 1 ммоль/л ЕДТА та 1-м моль/л Трис-НСІ (рН-7,4). Після осадження ядер центрифугуванням при 1000 xg протягом 20 хв з надосадкової рідини одержували мітохондрії центрифугуванням при 6000 xg протягом 20 хв. Після ретельного промивання чистоту мітохондрій перевіряли за допомогою електронного мікроскопа. Постмітохондріальний супернатант піддавали центрифугуванню при 20000 xg протягом 20 хв і отриману надосадкову рідину використовували для виділення цитоплазматичних РНК. Мітохондріальні і цитоплазматичні РНК виділяли за допомогою феніл-хлороформового методу [5, 8], користуючись бентонітом як інгібітором рибонуклеаз. РНК із водного розчину осаджували 2,5 об'ємами 96% етанолу при 20°С протягом 20 годин. Преципітат тричі промивали 70% етанолом, що вміщав 100 ммоль/л натрію ацетату. Відповідні фракції РНК наносили на фільтри — ватман ЗММ, відмивали тричі 5% розчином трихлороцтової кислоти і тричі 96% етанолом. Радіоактивність РНК визначали на рідинному сцинтиляційному лічильнику Tracor Analytic.Sec.881079 Mark 111.

Результати дослідження першої серії показали, що при відсутності у раціоні радіонуклідних контамінант згадані вище продукти не впливали істотно на інтенсивність біосинтезу цитоплазматичних РНК у печінці і серцевому м'язі. За цих умов інтенсивність біосинтезу мітохондріальних РНК у печінці підсилювалась під впливом "Біостиму" на 35% (39570 проти 29410 імп/хв на 1 мг РНК у контролі, Р<0,01), напою "Асканія" — на 42% (41750 проти 29410 імп/хв. на 1 мг РНК у контролі (Р<0,01, поєднаної дії бальзаму "Україна" та "Біостиму" — на 34% (39530 проти 29410 імп/хв. на 1 мг РНК у контролі, P<0,05). Інтенсивність біосинтезу мітохондріальних РНК у серцевому м'язі збільшувалась під впливом "Біостиму" на 17% (3210 проти 2710 імп/хв. на 1 мг РНК у контролі, P<0,05).

Результати досліджень у другій серії експериментів показали, що бальзам "Україна" і білковий продукт "Біостим" не впливали на інтенсивність біосинтезу цитоплазматичних РНК у печінці та серцевому м'язі при наявності у раціоні радіонуклідної контамінанти. До того ж рівень біосинтезу цих РНК у контрольних тварин у даному випадку був схожим з тим, що й у контрольних тварин при раціоні, який не містив радіонуклідної контамінанти.

За наявності у раціоні білих щурів радіонуклідної контамінанти рівень біосинтезу мітохондріальних РНК був нижчий у печінці на 23% (22540 проти 29410 імп/хв. на 1 мг РНК у контролі; P<0,02) й у серцевому м'язі на 27% (1968 проти 2710 імп/хв. на 1 г. РНК у контролі; P<0,02), порівняно з таким у контрольних тварин при раціоні, що не містив радіонуклідної контамінанти. Збагачення раціонів тварин досліджуваними продуктами в певній мірі впливало на рівень біосинтезу РНК, про що свідчать результати, наведені у таблиці.

У даному досліді інтенсивність біосинтезу мітохондріальних РНК стосовно позитивного, тобто радіонуклідного контролю, збільшилась у печінці під впливом "Біостиму" на 30%, а у серцевому м'язі під впливом бальзаму "Україна" — на 27%.

Відомо, що у клітинах функціонують два геноми — ядерний та мітохондріальний. Перший забезпечує біосинтез інформаційних, рибосомальних і транспортних РНК, що надходять до цитоплазми, де здійснюють синтез білків. Другий має відносну автономію і відрізняється від першого структурною організацією генетичного матеріалу і механізмом експресії генів. Функція мітохондрій полягає у продукуванні макроергічних сполук, зокрема АТФ, без яких не можуть функціонувати всі компоненти клітини. Оскільки в мітохондріях відбувається біосинтез власних нуклеїнових кислот і деяких, притаманних цим органелам, білків та біологічних енергоносіїв, то інтенсифікація цих процесів під впливом природних продуктів харчування покращує функціонування клітини в цілому. Таким чином, якщо гормони регулюють функціонування клітинного генома [4, 5], то деякі харчові продукти можуть посилювати інтенсивність клітинних процесів. Застосовані нами продукти забезпечують певний рівень біосинтезу РНК печінки і серцевого м'яза. До того ж характерно, що коли радіонуклідна контамінанта не знижує інтенсивність біосинтезу ядерно-цитоплазматичних РНК, то застосовані харчові продукти з підвищеною біологічною активністю його не посилюють. У той же час пригнічений радіонуклідною контамінантою біосинтез мітохондріальних РНК під дією цих продуктів інтенсифікується. Результати наших досліджень свідчать про позитивний біологічний ефект нутрієнтів, що містяться в досліджуваних нами безалкогольних напоях та білковому продукті, взагалі, та при надходженні до організму радіонуклідної контамінанти, зокрема. З проведених експериментальних досліджень витікає, що продукти з підвищеною біологічною активністю стимулюють процеси біосинтезу РНК і, отже, енергетичні процеси у клітинах організму.

З проведених досліджень випливає, що продукти рослинного і тваринного походження, які містять біологічно активні речовини, зменшують негативну дію радіонуклідів цезію на біосинтез РНК в організмі. Це вказує на доцільність використання їх з метою аліментарної профілактики захворювань працівників зони відчуження Чорнобильської АЕС та населення, яке проживає в екологічно небезпечних регіонах.

Лiтература
1. Биологические эффекты при длительном поступлении радионуклидов / В.В. Борисов, Т.М. Воеводина., А.В. Фёдорова., Н.Г. Яковлева. —М.: Энергоатомиздат, 1988. —168 с.
2. Влияние низких доз ионизирующей радиации и других факторов окружающей среды на организм / Под. ред. М.И. Руднева. —Київ: Наукова думка, 1994. —214 с.
3. Германюк Я.С., Минченко А. Г. // Фармакология и токсикология. —1982. —№1. —С. 50–52.
4. Германюк Я.С., Карпенко П.О. Перечічний М.І. Дієтичне харчування при ожирінні та цукровому діабеті. —К: Вид-во Київ. держ. торг. екон. ун-та, 1997. —354 с.
5. Карпенко П.О. Аліментарна профілактика захворювань у працівників Чорнобильської зони відчуження: Дис. д-ра иед. наук: —Київ, 1996. —213 с.
6. Екомовский Г.А. Естественные радиопротекторы пищи // "Оптимальное питание — здоровье нации": Материалы VIII Всероссийского конгресса. —Москва, 2005. —С. 90–91.
7. Кучеренко Н.Е. Германюк Я.С., Васильев А.Н. Молекулярные механизмы гормональной регуляции обмена веществ. —К.: Вища школа.: Изв-во при Киев. ун-те., 1986. —248 с.
8. Minchenko A.G. Effect of hydrocortisone on biosyntesis RNA in liver of adrenalectomized rats // Endocrinologіa experimentals. —1988. —Vol. 22. —P. 75–85.