Изменения биохимических показателей тканей экспериментальных животных

 

Результаты комплексного биохимического и гистологического анализа биоматериала, полученного от экспериментальных животных, свидетельствуют о существенном торможении развития атеросклеротических процессов при введении СМЛР в качестве добавки к ВЖР. 

Достоверные различия между опытными группами обнаруживались как в количестве липидов плазмы крови, так и в их соотношении (Таблица 2). В первой опытной группе наблюдались характерные признаки нарушения липидного обмена: повышение ХС_общ на 54% и ХС-ЛНП на 350 % по сравнению с контрольной группой, на фоне снижения содержания ХС-ЛВП на 57 %. При этом ИА повышался до 6,29 по сравнению с 1,03 в контроле. Введение в ВЖР животных второй опытной группы СМЛР привело к торможению накопления в плазме ХС, снижение на 38 % и снижение концентрации ХС атерогенных ЛП: ХС-ЛНП на 272% и ХС-ЛОНП на 55% по сравнению с контролем, а также к повышению содержания ХС-ЛВП 42%, что отразилось на величине ИА – 3,91.

 

Таблица 2

Липидограмма плазмы экспериментальных животных

 

Группа	ТГ ммоль/л	ХС общ., ммоль/л	ХС-ЛВП, ммоль/л	ХС-ЛНП, ммоль/л	ХС-ЛОНП, ммоль/л	Индекс Атероген., у.е.
Контроль n=10	0,906± 0,031	1,74± 0,052	0,858± 0,024	0,459± 0,049	0,421± 0,019	1,03± 0,069
Опытная 1 n=10	0,512# ± 0,044	2,68# ± 0,083	0,372# ± 0,01	2,07# ± 0,08	0,240# ± 0,018	6,29# ± 0,393
Опытная 2 n=10	0,442#± 0,015	2,40# * ± 0,083	0,496# * ± 0,025	1,71# * ± 0,077	0,191# * ± 0,007	3,91# * ± 0,235

Примечание: * - p<0,05 относительно опытной группы 1

                # - p<0,05 относительно контрольной группы

 

Было также установлено, что применение СМЛР существенно влияло на процессы ПОЛ. Выявлено достоверное снижение ДК плазмы на 12%, МДА эритроцитов на 37% и печени на 11% животных второй опытной группы по сравнению с животными, не получавшими СМЛР (Таблица 3).

 

Таблица 3

Содержание ДК и МДА в плазме, эритроцитах и печени экспериментальных животных

Группа	ДК плазмы, нмоль/мл	ДК эритроц., нмоль/мл	ДК печени, нмоль/г	МДА плазмы, нмоль/мл	МДА эритроц., нмоль/мл	МДА печени, нмоль/г
Контроль n=10	3,06± 0,097	13,2± 0,482	47,0± 1,14	11,6± 0,068	53,8± 0,914	36,7± 0,656
Опытная 1 n=10	3,24± 0,101	14,3# ± 0,168	85,5#± 3,21	13,4# ± 0,107	54,2± 3,30	50,6#± 1,52
Опытная 2 n=10	2,68 # *  ± 0,127	16,3# * ± 0,655	87,9± 2,32	13,1± 0,051	33,9 # * ± 1,48	32,8# *± 0,362

 

Примечание: * - p<0,05 относительно опытной группы 1  

                  # - p<0,05 относительно контрольной группы

ГИСТОЛОГИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕПАРАТОВ АОРТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ

 

Результаты гистологического исследования препаратов аорты представлены в таблице 4. При макроскопическом исследовании аорты у 100% животных первой опытной группы наблюдали умеренно выраженные уплотнения в брюшном и грудном отделе аорты и снижение эластичности стенки аорты.

При микроскопическом исследовании аорты животных первой опытной группы во всех образцах обнаружен склероз ветвей брюшной отдела у 100% с наложением фибрина у 100% и частичной облитерацией их просвета у 40 %. При исследовании грудного отдела аорты выявлены слабо выраженные очаговые утолщения стенки у 50 %. В целом в препаратах аорты наблюдали признаки атеросклероза в стадии сформированной фиброзной бляшки (Рис. 2).

Таблица 4

Макро- и микроскопические изменения стенки аорты экспериментальных животных

Признаки

Опытная 1

Опытная 2

% степень % степень

МАКРО-скопическое исследование

Уплотнения в брюшном отделе 100 ++ 70 + Уплотнения в грудном отделе 100 ++ - - Снижение эластичности стенки 100 ++ 70 +

МИКРО-

Скопическое

Исследование

Очаговые утолщения стенки в брюшном отделе 100 ++ 70 + Очаговые утолщения стенки в грудном отделе 50 + - - Наложения фибрина 100 ++ - - Склероз ветвей брюшной аорты 100 +++ 70 ++ Облитерация просвета ветвей брюшной аорты 40 ++ - -

 

Примечание: +++ сильно выражены, ++ умеренно выражены, + слабо выражены

 

У животных второй опытной группы при микро- и макроскопическом исследовании аорты все указанные изменения были выражены в меньшей степени.

 

Рисунок 2

Фиброзная бляшка в стенке брюшного отдела аорты (из препаратов 1 опытной группы), окраска гематоксилин-эозин х 250.

1- грубая соединительная ткань, сформированная фиброзная бляшка

2 – нарушение целостности эндотелия.

 

Обнаруживались лишь начальные признаки повреждения интимы и специфические «завихрения» в слое гладкомышечных волокон, ни в одном препарате не находили сформированных «бляшек», просвет ветвей аорты свободен, а в 30% случаев (у 3-х животных) признаков атеросклероза аорты вообще не выявлено.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

 

Введение СП в сочетании с ПНЖК в атерогенный рацион оказало существенное влияние на развитие атеросклеротических процессов и на процессы ПОЛ. Вероятнее всего, это связано с антиоксидантными свойствами СП.

Липидограмма плазмы эксперементальных животных более наглядно показала действие СП, так как отличия второй опытной группы от первой было значительным. Концентрация ХС_общ, ХС-ЛНП и ХС-ЛОНП второй опытной группы была достоверно ниже, чем у животных первой опытной группы. Данные изменения в липидограмме, в совокупности с повышением ХС фракции ЛВП, можно трактовать как положительные, так как ЛНП и ЛОНП являются атерогенными, а ЛВП - антиатерогенными частицами. ЛВП осуществляют обратный транспорт ХС из периферических органов и тканей в печень для окисления в желчные кислоты и выведения с желчью [14]. Этим можно объяснить более низкую концентрацию ХС_общ у животных второй опытной группы в отличие от первой. Понижение концентрации ТГ объясняется снижением количества ЛОНП, которые являются транспортной формой эндогенных ТГ [14].

При исследовании продуктов ПОЛ было выявлено достоверное увеличение концентрации ДК в эритроцитах и печени, и снижение ДК в плазме у животных, получавших СМЛР. Это объясняется тем, что вдыхание кислорода приводит к десятикратному увеличению количества перекисей в печени [18], эритроциты же осуществляют транспорт кислорода и содержат мощный катализатор ПОЛ – гемоглобин [7]. Между тем, большинство тканей в норме содержит некоторое количество липидных перекисей [17]. Так, по данным Нейфаха и Кагана в печени, мозге, сальнике крыс обнаруживается от 15 до 80 нмолей перекисей на 1 г липидов или от 1 до 4,5 нмоль перекисей на 1 г ткани [18]. Следовательно, концентрация ДК, как первичных продуктов ПОЛ, высока именно в печени и эритроцитах. Накопление ДК в клетках приводит к тому, что в мембранах появляются участки («поры»), через которые наружу выходит содержимое самих клеток и органелл, а в эритроцитах возрастает перекисный и осмотический гемолиз. ДК являются неустойчивыми и через образование липоперекисей превращаются в МДА [12]. СП взаимодействует именно с перекисями жирных кислот, причем это взаимодействие имеет двойной характер. Во-первых, в нашем исследовании была показана способность СП тормозить накопление перекисей жирных кислот, а ранее автором соединения [3] было показано, что увеличение содержания перекисей в системе приводит к рециклизации соединения, протоны расходуются на инактивацию перекисей и обрыв цепи свободнорадикального окисления. При дальнейшем разрыве ковалентных связей в системе микросомального окисления с участием ферментов цитохрома р -450 из состава СП высвобождается восстановленный селен, который участвует в образовании селеноцистеина и таким образом стимулирует синтез глутатионпероксидазы [4] – главного внутри- и внеклеточного фермента, обезвреживающего липопероксиды. Таким образом, при обрыве цепи и инактивации липопероксидов, следующая степень повреждения жирных кислот – образование МДА – не наступает, чем и объясняется достоверно более низкое содержание МДА в печени и эритроцитах у животных второй опытной группы.

По результатам гистологического анализа у животных первой опытной группы были обнаружены сформировавшиеся фиброзные бляшки в отличие от второй опытной группы, у которой были найдены только липидные пятна. Большинство морфологов считают, что развитие атеросклероза протекает по схеме: липидные пятна или полоски Ò фиброзные бляшки Òосложненные поражения (изъязвления, кальциноз, тромбоз), хотя отдельные авторы не исключают возможности образования фиброзных бляшек без предварительного формирования липидных пятен [5], но так же известно и то, что липидные пятна могут исчезнуть, если произойдет значительное и длительное снижение уровня ХС и ЛНП в плазме крови, и достигнутый уровень будет поддерживаться на протяжении полутора-двух лет у людей [14]. Важную роль в регрессии играют так же ЛВП, благодаря их способности осуществлять транспорт ХС в печень [14]. Можно предположить, что время опыта было слишком мало для того, чтобы увидеть, какие изменения произойдут с липидными пятнами во второй опытной группе, но даже полученные данные подтверждают положительное действие СМЛР. Возможно, СМЛР в сочетании с физическими нагрузками имела бы более выраженный положительный эффект, так как из-за малой подвижности у экспериментальных животных наблюдалось ожирение [14].

 

 ВЫВОДЫ

 

1. В исследованиях in vitro доказано, что селенопиран, благодаря электроно- и водорододонорным свойствам, обладает способностью тормозить накопление пероксидов в системе нерафинированных растительных масел с различным содержанием полиненасыщенных жирных кислот в большей степени, чем бутилокситолуол и токоферол.

2. Введение в высокожировой рацион экспериментальных животных смеси масел льна и расторопши с селенопираном способствует торможению атеросклеротических процессов: снижению концентрации холестерина и атерогенных липопротеидов в плазме крови, повышению содержания антиатерогенных липопротеидов.

3. Полученные данные свидетельствуют о стабилизации перекисных процессов в липопротеидах низкой и очень низкой плотности, что подтверждается положительной корреляцией между показателями содержания диеновых конъюгатов плазмы и холестерина в липопротеидах низкой и очень низкой плотности.

4. Гистологический анализ препаратов аорты подтверждает полученные биохимические данные, и свидетельствует о значительном торможении развития морфологических изменений, вызванных атерогенной диетой, при внесении в нее испытуемой смеси масел льна и расторопши с селенопираном.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Абрамова Ж.И., Оксенгендлер Г.И. Человек и противоокислительные вещества. –  Л.: Наука, 1985.-232с.

2. Биохимические основы патологических процессов / Под ред. Е.С. Северина / – М.: Медицина, 2000. –304 с.

3. Боряев Г.И., Жуков О.И., Блинохватов А.Ф., Древко Б.И. Оценка антиоксидантной активности селен органических соединений // Сб. науч. трудов Саратовского университета. – Саратов, 1996. – С.199.

4. Боряев Г.И., Галочкин В.А., Блинохватов А.Ф. Функциональная активность монооксигеназной системы печени цыплят – бройлеров при введение в рацион селеноорганического соединения СП-1 // Бюлл.ВНИИФБиП с.-х. животных. – 1990. – Вып.3 (99). – С.70-73.

5. Вихтер А. М. Атеросклероз // Руководство по кардиологии / Под ред. Е. И.Чазова. – М.: Медицина, 1982. – Т. 1. – С. 417 - 443.  

6. Владимиров Ю.А., Азизова О.А., Деев А.И. и др. Свободные радикалы в живых системах // Итоги науки и техники. Сер. Биофизика. - Т.29. - М., 1991. - С.1-249.

7. Владимиров Ю.А., Арчаков А.И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. - М.: Наука, 1972. - С.237-238.

8. Владимиров Ю.А. Свободные радикалы в биологических системах // Соросовский образовательный журнал. - 2000. - Т.6. - №12. - С.13-19

9. Гаврилов В.Б., Мишкорудная М.И. // Лаб. дело. - 1983. -№3. - С.33-35.

10. Гильмиярова Ф.Н. Патент РФ № 2131672, кл. А 23 D 9/00, 1998.

11. Зенков Н.К., Ланкин В.З., Меньщикова ЕБ. Окислительный стресс: Биохимический и патофизиологический аспекты. – М.:МАИК «Наука\Интерпереодика», 2001.-343 с.

12. Камышников В.С. Справочник по клинико-биохимической лабораторной диагностике. В 2 т. – Минск: Беларусь, 2000. - Т.1-2

13. Климов А.Н., Никульчева Н.Г Липиды и липопротеиды и атеросклероз. – СПб.: Питер, 1995.–298с.

14. Климов А.Н., Никульчева Н.Г. Обмен липидов и липопротеидов и его нарушения. - С-Пб: «Питер – Ком», 1999.–512с.

15. Кравченко Ю.В. Экспериментальное исследование системы антиоксидантной защиты на этапах онтогенеза при токсическом и алиментарном воздействии: // Дис. к.б.н.-М., 2005

16. Ланкин В.З., Вихерт А.М., Тихазе А.К. и др. Роль перекисного окисления липидов в этиологии и патогенезе атеросклероза // Вопр. мед. химии. - 1989. -№3. - С.18-24.

17. Нейфах ЕА Биофизика. – 1971. - С.16-560.

18. Нейфах ЕА., Каган ВЕ. Биохимия. – 1969. - С.34-511.

19. Соколовский В.В. Тиолдисульфидное соотношение крови как показатель состояния неспецефической резистентности организма: Учебное пособие. – С-Пб., 1996.-30 с.

20. Aviram M. Modified forms of low-density lipoprotein and atherogenesis // Atherosclerosis.-1993. - Vol.98.- P.1-9.

21. Brown M.S., Goldstein J.L. Lipoprotein metabolism in the macrophage: implication for cholesterol deposition in atherosclerosis // Annu. Rev. Biochem. - 1983. - Vol.52.- P.223-261.

22.  Burton G., Ingold K. Vitamin E: application of the principles of physical organic chemistry to the exploration of its structure and function. // Acc. Chem. Res. – 1986. - Vol.19.- P.194 -201

23. Cthcart M.K., Menally A.K., Morel D.W., Chisolm G.M. Superoxid anion participation in human monocyte-mediated oxidation of low-density lipoprotein and conversion of low-density lipoprotein to a cytotoxin // J. Immunol. - 1989. -Vol.142. - P1963-1969.

24. Doba T., Burton G., Ingold K. Antioxidant and co- antioxidant activity of vitamin C. The effect of vitamin C, either alone or in the presence of vitamin E analogue, upon the peroxidation of agueous multilamellarphospholipid liposomes. // Biochem. biophys. аcta.- 1985. - Vol.835. - P.298 -303.

25. Ernster L, Nordenbrandt K. Microsomal lipid peroxidation // Methods Enzymol., 1967. - Vol. 10. - P. 575-576.

26. Fan Y.Y., Chapkin R.S. Importance of Dietory γ-Linolenic Acid in Human Health and Nutrition // The Journal of Nutrition. – 1998. – Vol.128. – P.1411-1414.

27. Frenoux J-M.R., Prost E.D., Belleville J.L., Prost J.L. A Polyunsaturated Fatty Acid How us Blood Pressure and Improves Antioxidant Status in Spontaneously Hypertensive Rats // The Journal of Nutrition – 2001. – Vol.131. – Р.39-45.

28. Halliwel B. Oxidation of low-density lipoproteins: guestions of initiation, propagation, and the effect of antioxidants // Amer. J. Clin. Nutr. - 1995. - Vol.61 (suppl). - P.670S-677S.

29. Henning B., Chow C.K. Lipid peroxidation and endothelial cell injury: Implications in atherosclerosis. Review // Free Radical Biol. and Med. - 1988. - Vol.4. - P.99-105.

30. Michara M., Uchiyama M., Fukuzava K. Thiobarbituric acid value on fresh homogenate of rat as a parameter of lipid peroxidation in aging, CCL4 intoxication, аnd vitamin E deficiency // Biochem. Med. 1980. - Vol. 23 (3). P. 302-311.

31. Nair S.D., Leitch J.W., Falconer J., Gard M.L. Prevention of Cardiac Arrhythmia by Dietory (n-3) Poly un saturated Fatty Acid and Their Mechanism of Action // The Journal of Nutrition – 1997. – Vol.127. – Р.383-393.

32. Park E., Thomas J. The mechanisms of reduction of protein mixed disulfides (dethiolation) in cardiac tissue. // Arch. Biochem. Biophys. – 1989. - Vol.274 (1). - P.47 -54.

33. Parthasarathy S., Steiberg D., Witzturm J.L. The role of oxidized low-density lipoprotein in the pathogenesis of atherosclerosis // Annu. Rev. Med. - 1992. - Vol.43. - P.219-225.

34. Pitas R.E. Expression of the acetyl low-density lipoprotein receptor by rabbit fibroblasts and smooth muscle cells. Up-regulation by phorbol esters // J. Biol. Chem. -1990. - Vol.265. - P.12722 -12727.

35. Sakai M., Miyazaki A., Hakamata H. et al. The scavenger receptor serves as a route for internalization of lysophospatidilcholine in oxidized low density lipoprotein  - induced macrophage proliferation // J. Biol. Chen. – 1996. - Vol.271. - P.27346 -27352.

36. Schwarz K., Porter L.A., Fredga A. Some regularities in the structure-function relationship of organoselenium compounds effective against dietary liver necrosis // Ann.N.Y.Acad.Sci. – 1972. – Vol.14. – Р.192-200.

37. Steinbrecher U.P., Zang H.F., Lougheed M. Role of oxidatively modified LDL in atherosclerosis // Free Radical Biol. and Med. - 1990. - Vol.9. - P.155-168.

38. Yla-Herttuala S. Macrophages and oxidized low-density lipoprotein in the pathogenesis of atherosclerosis // Ann. Med. - 1991. - Vol.23. - P.561 -566.