Корекція вільнорадикальних процесів та мітохондріальної дисфункції в щурів, отруєних натрію нітритом і тютюновим димом, препаратом “Мілдронат”
DOI:
https://doi.org/10.11603/mcch.2410-681X.2017.v0.i3.8197Ключові слова:
тютюновий дим, натрію нітрит, метгемоглобін, карб оксигемоглобін, ліпопероксидація, мітохондріальні ензими.Анотація
Вступ. За оцінкою ВООЗ, куріння посідає друге місце в списку причин, які викликають передчасну загибель людей. Зацікавленість у з’ясуванні механізмів дії на організм нітритів та нітратів і ланок патогенезу гемічної гіпоксії, яка при цьому виникає, зумовлена їх широким використанням у промисловості, сільському господарстві та медицині. Тому дослідження поєднаного впливу декількох ксенобіотиків на організм є доцільним та актуальним.
Мета дослідження – оцінити ефективність використання антигіпоксанта “Мілдронат” і його вплив на окиснювальні та біоенергетичні процеси в організмі щурів різного віку, уражених натрію нітритом на тлі 45 денної тютюнової інтоксикації.
Методи дослідження. За умов ураження щурів різного віку натрію нітритом на тлі тютюнової інтоксикації в крові визначали вміст мет- та карбоксигемоглобіну. Активність процесів ліпопероксидації оцінювали за вмістом ТБК-активних продуктів у сироватці крові, легенях та міокарді піддослідних тварин, функціонування біоенергетичних процесів – за активністю сукцинатдегідрогенази і цитохромоксидази.
Результати й обговорення. Встановлено, що ураження щурів різних вікових груп натрію нітритом (за 24 та 72 год до закінчення експерименту) на тлі 45-денної інтоксикації тютюновим димом призводило до активації процесів вільнорадикального окиснення, на що вказувало збільшення вмісту метгемоглобіну в крові уражених тварин і ТБК-активних продуктів у сироватці крові, легенях та міокарді після отруєння. Одночасно у крові зростав вміст карбоксигемоглобіну. В організмі виникало змішана гіпоксія (гемічна та циркуляторна), яка призводила до порушення функціонування мітохондріального ланцюга окиснення. Найчутливішими до дії досліджуваних токсикантів виявились статевонезрілі щури в міокарді старечих тварин спостерігали вірогідні зміни активності мітохондріальних ензимів після ураження, які були більш вираженими порівняно з іншими віковими групами щурів. З метою корекції виявлених порушень застосовано препарат метаболічної дії з антигіпоксантними властивостями “Мілдронат”, який позитивно вплинув на активність процесів ліпопероксидації та активність мітохондріальних ензимів за умов гіпоксії.
Висновок. Отримані результати вказують на доцільність включення мілдронату до комплексного лікування отруєнь різного генезу.
Посилання
Fariheen, A.,Shaikh N.,&Riaz, M. (2015). Sodium nitrite-induced oxidative stress causes membrane damage, protein oxidation, lipid peroxidation and alters major metabolic pathways in human erythrocytes. Toxicology in Vitro,29(7), 1878-1886.doi:10.1016/j.tiv.2015.07.022
Cai, Z.,& Yan Liang-Jun. (2013). Protein Oxidative Modifications: Beneficial Roles in Disease and Health. J. Biochem. Pharmacol. Res., 1, 15-26.
Harvey, M., Cave, G.,& Chanwai, G. (2010). Fatal methaemoglobinaemia induced by self-poisoning with sodium nitrite.Emerg. Med. Australas., 22(5), 463-465. doi: 10.1111/j.1742-6723.2010.01335.x.
Katabami, K., Hayakawa, M.& Gando, S. (2016). Severe Methemoglobinemia due to Sodium Nitrite Poisoning. Hindawi Publishing Corporation Case Reports in Emergency Medicine, 3pages doi:10.1155/2016/9013816.
D'Amico, G., Lam, F., Hagen, T.,& Moncada, S. (2006). Inhibition of cellular respiration by endogenously produced carbon monoxide.J. Cell Sci.,119(11), 2291-8.DOI:10.1242/jcs.02914.
May, J., Qu, Z.,& Li, X. (2004). Nitrite generates an oxidant stress and increases nitric oxide in EA.hy926 endothelial cells. Free Radic. Res., 38(60), 581-589.
Naik, P., Fofaria, N., Prasad, S. Sajja, R., Weksler, B.,& Couraud, P. (2014). Oxidative and pro-inflammatory impact of regular and denicotinized cigarettes on blood brain barrier endothelial cells: is smoking reduced or nicotine-free products really safe?.BMC Neurosci.,51 (15), 1-14. doi: 10.1186/1471-2202-15-51.
Gilchrist, M., Shore, A., &Benjamin, N. (2011). Inorganic nitrate and nitrite and control of blood pressure.Cardiovasc. Res., 89(3), 492-498. doi: 10.1093/cvr/cvq309.
Eissenberg,T., & Shihadeh,A. (2009).Waterpipe tobacco and cigarette smoking direct comparison of toxicant exposure. Am. J. Prev. Med., 37(6), 518-523.doi:10.1016/j.amepre.2009.07.014.
Hosseinia, M.-J., Naserzadehb, P., Salimic, A.,& Pourahmad, J. (2014). Toxicity of cigarette smoke on isolated lung, heart, and brain mitochondria: induction of oxidative stress and cytochrome c release. Toxicological & Environmental Chemistry, 95(9), 1624-1637, doi.org/10.1080/02772248.2014.884206
Naserzadeh, P., Hosseini, M.-J., Arbabi, S.,& Pourahmad, J. (2013). A comparison of toxicity mechanisms of cigarette smoke on isolated mitochondria obtained from rat kidney and eye. Iran. J. Pharm. Sci., 9, 55-62.
Csiszar, A., Podlutsky, A Wolin, M., Losonczy, G., Pacher, P.,& Ungvari, Z. (2009). Oxidative stress and accelerated vascular aging: implications for cigarette smoking. Front Biosci (Landmark Ed),14, 3128-3144.
Naserzadeh,P., Hosseini,M.-J., Mohamadzadeh Asl,B., & Pourahmad,J. (2015).Toxicity Mechanisms of Cigarette Smoke on Mouse Fetus Mitochondria. Iran J. Pharm. Res., 14, 131-138.
Titov, V.&Petrenko,Yu.(2005). Predpolagayemyy mekhanizm razvitiya nitrit-indutsirovannoy metgemoglobinemii [The proposed mechanism for the development of nitrite-induced methemoglobinemia].Biokhimiya –Biochemistry, 70(4), 575-587 [inRussian].
Velyhotskyi, D.,Stelmakh, N.,Yesman, S.,& Mamilov, S. (2012).Aparatno-prohramnyi kompleks dlia neinvazyvnoho diahnostuvannia karboksyhemohlobinu v potokakh krovi [Hardware and software complex for non-invasive diagnosis of carboxyhemoglobin in blood flows].Informatsiinisystemyitekhnolohii –Information systems and technologies, 72(1), 71-74[in Ukrainian].
Lushchak, V., Bahnyukova, T.,& Luzhna, L. (2006). Pokaznyky oksydatyvnoho stresu peroksydy lipidiv [Indicators of oxidative stress. Lipid peroxides].Ukr. biokhim. zhurn. – Ukrainian Biochemistry Journal, 78(5), 113-119 [in Ukrainian].
Jones, A.(2013). A spectrophotometric coupled enzyme assay to measure the activity of succinate dehydrogenase.Anal. Biochem.,442(1),19-23. doi: 10.1016/j.ab.2013.07.018.
Appaix, F., Minatchy, M., Riva-Lavieille, C., Olivares, J., Antonsson, B.,& Saksm V. (2000). Rapid spectrophotometric method for quantitation of cytochrome c release from isolated mitochondria or permeabilized cells revisited.Biochimica et Biophysica Acta, 1457(3), 175-181. doi: 10.1016/s0005–2728(00)00098–0.
Gross, D.,&Tolba, R. (2015). Ethics in Animal-Based Research. European Surgical Research, 55(1-2), 43-57. doi: 10.1159/000377721.
Lapach,S., Chubenko, A.& Babich, P. (2001).Statisticheskie metody v mediko-biologicheskikh issledovaniyakh s ispolzovaniyem Eksel [Statisticalmethods in medical and biological studiesusing Excel.].Kyiv: Morion [in Russian].
Sen, S., Peltz, C., Beard, J.&Zeno. B.Recurrent carbon monoxide poisoning from cigarette smoking.Am. J. Med. Sci., 340(5), 427-428. doi: 10.1097/MAJ.0b013e3181ef712d.
Ramoa, C., Shihadeh, A., Salman, R.,& Eissenberg, T. (2016). Group Waterpipe Tobacco Smoking Increases Smoke Toxicant Concentration. Nicotine Tob Res., 18(5), 770-6. doi: 10.1093/ntr/ntv271.
Rasmussen, D.,& Jacobsen, V. (2015). Severe recurrent carbon monoxide poisoning caused by smoking.Ugeskr. Laeger.,177(2),78-79.
Van Faassen, E., Bahrami, S., Feelisch, M., Hogg, N., Kelm, M., Kim-Shapiro, D., Kozlov, A., Li, H., Lundberg, J., Mason, R., Nohl, H., Rassaf, T., Samouilov, A., Slama-Schwok, A., Shiva, S., Vanin, A., Weitzberg, E., Zweier, J.,& Gladwin, M. (2009). Nitrite as regulator of hypoxic signaling in mammalian physiology. Med Res Rev., 29, 683-741. doi: 10.1002/med.20151.
Palacios-Callender, M., Hollis, V., Frakich, N., Mateo, J.,& Moncada, S. (2007). Cytochrome c oxidase maintains mitochondrial respiration during partial inhibition by nitric oxide.J. Cell Sci., 120(1), 160-165.doi:10.1242/jcs.03308.
Navarro, A., &Boveris, A. (2007). The mitochondrial energy transduction system and the aging process.Am. J. Physiol. Cell Physiol., 292(2), 670-686. doi:10.1152/ajpcell.00213.2006.
