Введение к работе
Актуальность темы диссертации.
Проблема биотрансформации чужеродных веществ в живом организме занимает важное место в биологии и медицине. Система цитохро-ма Р-450 эндоплазматического ретикулума печени участвует в метаболизме как многих эндогенных субстратов, так и большого многообразия лекарств, канцерогенов и различных экзогенных веществ. Превращая гидрофобные соединения в более полярные продукты и, таким образом, способствуя удалению их из организма, эта ферментная система выполняет функцию защиты внутренней среды организма от повреждающего действия ксенобиотиков.
В настоящее время общепринятым в биохимической токсикологии является феномен метаболической активации чужеродных веществ, ко гда токсичность большинства инертных липофильных чужеродных со-единешш обусловлена превращением их в реакционноспособные метаболиты, вступающие в реакции с макромолекулами и запускающие цепь вторичных патобиохимических процессов. Система щлохрома Р-450 также вовлечена в наработку кислородных радикалов в микросомах печени. Индукция этой системы приводит к усилению каскада свободно-радикальных процессов, вызывающих гепатотоксический эффект и ведущих к окислительному поражению печени.
Исследование механизмов регуляции монооксигеназных реакций и поиск препаратов, способных управлять активностью этой системы, открывает широкие перспективы в области предупреждения и лечения токсического и окислительного повреждения печени. В процессе проводимого поиска гепатопротекторов среди естественных метаболитов были обнаружены защитные свойства эйкозаноидов, в частности простаглан-динов (ПГ) серии Е, обладающих также и антиоксидантними свойствами. Механизмы реализации этих эффектов ПГЕ изучены далеко недостаточно. В связи с этим нам представилось интересным исследовать влияние одного представителя этого семейства ПГЕ), а также ПГЕ2(х, не
1 Принятые сокращения в тексте автореферата: БКОД - бензилоксикумарин О-деэтилировагаге, ДСК - доксилстеариновая кислота, МЭОС - микросомальная этанол-окисляющая система, ОБА — оксилтетраметилпиперидинбромацетамид, ПГ - простагландины, ПОЛ - перекпеное окисление лигшдов, ПРОД - пентокси-резоруфнн О-деэтилирование, ПХМБ - оксилтетраметилштередиютарахлормер-курийбензонат, СОД - супероксиддисмутаза, ТИК - оксилтетраметилпиперидин-циклогексилкарбодиимид, ЭКОД - этоксикумарин О-деэтилирование, ЭМДЕ -этилморфин N-деметилирование, ЭРОД - этоксирезоруфин О-деэтилирование.
обладающего гелатопротективными свойствами, на систему мшсросо-мального окисления в печени крыс, а также процессы, связанные с генерацией свободных кислородных радикалов в этой системе. Совокупность приведенных выше положений послужила основанием для выполнения данной работы.
Связь работы с крупными научными программами, темами. Работа выполнялась но проблеме 2.28.4 "Биохимия животных и человека" в рамках республиканской комплексной программы "Исследование метаболических и регуляторных факторов, общеадаптационных и иммунных реакций, нейрохимических процессов в норме и патологии" по темам "Исследование молекулярных механизмов гепатотоксичности и защиты печени при алкогольном и токсическом поражении", "Механизмы поражения печени альдегидами метаболического происхождения".
Цель и задачи исследования.: Целью настоящей работы явилось исследование влияния простагландинов на функциональные и структурные изменения монооксигеназной системы микросом печени крыс в условиях ее индуцирования или ишибирования.
Для выполнения намеченной цели были поставлены следующие основные задачи:
-
Изучить влияние nTEj и IlTF'ia на биохимические функциональные параметры монооксигеназной системы микросом печени крыс в условиях кндукщш системы цитохрома Р-450 фенобарбиталом, хронической алкогольной интоксикацией и ацетоном в сочетании с голоданием.
-
Охарактеризовать воздействие ПГЕ! и ПГР2а на свободноради-кальные и антиоксиданшые процессы в микросомах печени крыс при индукции монооксигеназной системы фенобарбиталом, хронической алкогольной интоксикацией и ацетоном.
-
Исследовать взаимодействие Ї1Г с микросомальными мембранами печени интактных крыс.
-
Провести сравнительное изучение функциональных и структурных особенностей мпкросомальной системы под влиянием ПГЕ при острой и хронической алкогольной интоксикации.
Научная новизна полученных результатов. Впервые установлено, что ПГЕ сшжает активность монооксигеназной и антиоксидантной системы, ингибирует свободнорадикальные процессы и ПОЛ при мпкросомальной индукции. В условиях интибирования ПГЕ} оказывает нормализующее действие на цитохром Р-450-зависимую систему и обладает антирадикальной активностью. В экспериментах с индукцией различных
изоформ цитохрома Р-450 показаны особенности влияния ПГЕ] на эти изоформы и связанные с ними реакции. ПЩ и ПГЕ2 изменяют кон-формационное состояние белков поверхностного слоя микросомальной мембраны, a nrF2a проникает в липидный бислой и вызывает флюиди-зацию полярного его участка и ослабление белок-липидных гидрофобных связей. nrEj стабилизирует структуру микросомальной мембраны при хронической алкогольной интоксикации, уменьшая микровязкость липидного бислоя и внутримолекулярную подвижность гидрофобных областей белковых структур.
Практическая значимость полученных результатов. Полученные данные расширяют представление о роли ПГ как гепатопротектора и антиоксиданта, регулирующего монооксигеназную и антирадикальную системы. ПГЕї проявляет антиоксидантное действие в условиях индукции и ингибировании монооксшеназной системы. Исследован характер взаимодействия ПГ с микросомальными мембранами в норме и в условиях индукции микросомальной системы. ПГЕ проникают в приповерхностный слой микросомальной мембраны, а иГЕ2а - в более глубинный липидный бислой, вызывая его разжижение. В условиях хронической алкогольной интоксикации nrEt эффективно стабилизирует микросо-малыгую мембрану. Результаты работы носят фундаментальный характер и могут быть использованы а научно-исследовательской практике. Данные о антирадикалыюм действии ПГ являются принципиально новыми и имеют большое теоретическое и практическое значение. Данное соединение может применяться для предупреждения образования свободных радикалов микросомами печени, а также при поражешіи печеїш гепатотокспнами, поражающее действие которых связано с акшвацней свободнорадикальных процессов.
Основные положения диссертации, выносимые на зашиту.
-
ПГ являются соединениями, снижающими образование свободных радикалов и гидроперекисей липидов при индукции и ингибировании микросомальной системы.
-
Антирадикалыюе действие ПГ серии Е и F связано с особенностями их взаимодействия с различными изоформами цитохрома Р-450: ПГЕ] оказывает антиоксидантное действие, nrF2a может действовать как в роли антиоксиданта, так и в качестве прооксиданта.
-
ПГЕї стабилизирует структуру микросомальной мембраны при хронической алкогольной интоксикации, уменьшая микровязкость гидрофобной области липидного бислоя и внутримолекулярную подвижность гидрофобных областей белковых структур.
4 Апробация результатов диссертации. Основные положения диссертацш обсуждены на 11-ом Гепатологическом симпозиуме (Белосток, Польша 1992), 6-ом симпозиуме по свободным радикалам (Турин, Италия 1992), 27-ом конгрессе Европейской ассоциации по изучению печені (Вена, Австрия, 1992), 9-ом конгрессе по изучению болезней печеш (Базель, Швейцария, 1992), международной научной конференцій (Гродно, 1993), 14-ом Европейском симпозиуме по метаболизму лекарсті (Париж, Франция, 1994), международном конгрессе по изучению алкоголизма (Сидней, Австралия, 1994), 6-ом симпозиуме по .биохимии ли-пидов (Саню-Петербург, 1994), 1-ом белорусском симпозиуме гепатоло-гов (Гродно, 1994), 1-ом белорусском съезде фотобиологов и биофизикоЕ (Минск, 1994), 15-ом Европейском симпозиуме по метаболизму лекарств (Иена, Германия, 1996), а также на научных семинарах Института биохимии АН Беларуси (1993, 1994),
Опубликованность результатов. По теме диссертации опубликовано 18 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы; основной части, содержащей обзор литературы, описание материалов и методов, результатов 2-х глав собственных исследований и их обсуждения, заключения; выводов и списка 203 использованных источников, расположенных на 24 страницах. Работа изложена на 144 страницах машинописного текста, содержит 7 таблиц и 16 рисунков.
