Введение к работе
Актуальность проблемы. В настоящее время все больший интерес приобретает проблема всестороннего изучения микроэлементов (МЭ), которые обладают высокой биологической активностью и являются одним из объектов геохимической экологии.
Известно, что недостаточное или избыточное поступление МЭ в организм влечет за собой те или иные нарушения, нередко ведущие к возникновению эндемических заболеваний. Доклады экспертных комитетов ВОЗ и другие многочисленные публикации (Авцын А.П., 1991; Горбич В.Ф., 1993; Томпиев Е.К., 1992) позволяют сделать заключение, что в настоящее время есть все основания говорить о возрастающей агрессивности внешней среды. Одной из важных сторон этого, еще в недостаточной степени контролируемого, процесса являются загрязнения микроэлементной природы. Сравнительно недавно объектами изучения уровня микроэлементного загрязнения внешней среды стали промышленные города и окружающие их регионы.
В связи с перспективой дальнейшего научно-технического прогресса, развития энергетики и химической промышленности изучение механизмов повреждающего действия вредных факторов внешней среды на организм становится в настоящее время едва ли не самой насущной из медико-биологических проблем, тем более, что в этой проблеме имеются не изученные или слабо изученные аспекты. Все вышесказанное более чем актуально для нашего государства, т.к. в Армении имеются биогеохимические провинции с избытком молибдена (Анкаван, Каджаран).
Имеются сведения о профессиональных заболеваниях работников молибденовых и медно-молибденовых производств, находящихся и в Армении (Давидян СР., 1991; Степанян С.С, 1986). Как показали результаты гигиенических исследований на предприятиях Армении по добыче и переработке молибдена, рабочие основных профессий подвергаются одновременному эпикутанному и ингаляционному воздействию молибден-:одержащей пыли. Если загрязнение молибденсодержащей пылью кожных покровов представляет определенную опасность для развития аллергических дерматозов как клинических проявлений замедленного типа, то респираторное поступление в организм играет весьма существенную роль в развитии немедленных аллергических реакций.
МЭ участвуют в окислительно-восстановительных реакциях, включены з различные виды обмена - белковый, жировой, углеводный. Они имеют эольшое значение в клеточном делении, кроветворении, костеобразовании, иммунологических реакциях и т. д (Thompson К.Н. et al, 1996; Van Gennip \.H. et al., 1994; Yurdakok M. et al., 1997). В частности, биологическая активность молибдена обуславливается его вхождением в состав ряда ферметов в качестве незаменимого компонента (Huber R. et al., 1996; Ichida К. et al., 1997: vloriwaki Y. et al., 1997; Sumi S. et al., 1996). В настоящее время известно 15 лолибденсодержащих ферментов, но выяснение биологической роли лолибдена, как эссенциалыюго (жизненно необходимого) микроэлемента, :вязано с открытием трех из них, встречающихся в животном организме: ссантиноксидазы, альдегидоксидазы, сульфитоксидазы.
Известно, что в патогенезе молибденового токсикоза наблюдаются нарушения ряда ферментативных процессов. Сведения, касающиеся изменений фосфолипидов (ФЛ) при молибденозе, весьма незначительны. Изменения скорости течения обменных реакций липидов в организме, обусловленные нарушениями окислительных процессов, сопровождаются накоплением лизоформ ФЛ и ненасыщенных жирных кислот (ЖК). Исследование этих и связанных с ними процессов под действием молибдена представляет несомненный интерес.
Целью настоящего исследования явилось изучение специфики повреждающего действия молибдена на качественный и количественный состав ФЛ, на процессы свободнорадикального окисления липидов и гидроксилирования в микросомальнои фракции печени и эритроцитарных мембранах (ЭМ), а также определение ферментативной активности ряда антиоксидантних ферметов, таких, как супероксиддисмутаза (СОД), глут-атионредуктаза (ГР) и глутатионпероксидаза (ГП) в печеночной ткани и ЭМ.
Задачи исследования. Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
1. Изучение закономерностей качественных и количественных сдвигов
ФЛ в динамике развития молибденоза в печеночной ткани и мембранах
эритроцитов.
2. Анализ процессов ПОЛ в печеночной ткани и мембранах
эритроцитов под действием молибдена.
3. Изучение влияния молибдена на активность антиокислительных
ферментов (СОД, ГП, ГР).
-
Исследование процессов гидроксилирования на примере окисления субстрата II типа анилина и сдвигами в содержании цитохромов Ь5 и Р-450 в микросомальнои фракции.
-
Определение изменения качественного и количественного состава ЖК под влиянием молибдена.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту.
1. Изучение молекулярных механизмов токсического действия
молибдена, как новое в патогенетическом механизме изученной патологии.
2. Интенсификация реакций СРО является обязательным атрибутом
при молибденовом токсикозе и находится в прямой зависимости от дозы и
длительности затравки.
3. Эффекты молибдена в изменениях качественного спектра и
количественного содержания индивидуальных фракций ФЛ.
4. Изменения жирнокислотного состава ФЛ: увеличение содержания
насыщенных ЖК с паралельним уменьшением их ненасыщенных
представителей.
-
Влияние молибдена на уменьшение активности ферментов антиокислительной защиты клетки ( СОД, ГР, ГП).
-
Стимулирующая роль молибдена в подавлении процессов гидроксилирования, уменьшение содержания цитохромов Ъ5 и Р-450.
Научная новизна. В работе впервые изучен качественный и количественный состав ФЛ и ЖК при молибденовом токсикозе. Установлено, что содержание ФЛ, в состав которых входят ацилненасыщенные жирные кислоты - фосфатидилхолинов (ФХ), фосфатидилэтаноламинов (ФЭ), фосф-
5 ітидилсеринов (ФС), при повышенном поступлении в организм молибдена во зсе сроки наблюдений уменьшается. Одновременно наблюдается увеличение шзофосфатидилхолинов (ЛФХ), кардиолипинов (КЛ), монофосфоинозитидов [МФИ). Впервые доказано изменение жирнокислотного состава ФЛ; устано-злено увеличение содержания насыщенных представителей ЖК с параллельным уменьшением количества ненасыщенных представителей, а также обнаружено активирование процессов ПОЛ в микросомальной рракции как в аскорбат-, так и в НАДФН-зависимой системах окисления. Установлено понижение активностей СОД, ГП, ГР. Обнаружено нарушение реакций гидроксилирования анилина в микросомальной фракции печени, гопровождающееся одновременной убылью содержания цитохромов Ъ5 и Р-450.
Теоретическая значимость и практическая ценность. Полученные данные значительно расширяют существующие представления и дополняют имеющиеся сведения о биологической роли молибдена. Полученные результ-1ты позволяют по новому интерпретировать роль липидов в обеспечении тканевых физиологических функций, продемонстрировать значение этих :оединений в стабилизации биологических мембран и поддержании постоян-:тва липидного окружения мембранных протеинов, что черезвычайно важно ідя активности ферментов, в том числе мембрансвязанных липидсодержащих рерментов. Совокупность полученных экспериментальных данных служит теоретической основой для усовершенствования концепции патогенеза молибденового токсикоза.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и эбсуждены на пятом съезде армянского физиологического общества (1994), та 70-й научной конференции ЕрГМУ (1997) и на конференции, посвященной 50-летию СНО ЕрГМУ (1998), на совместном заседании кафедры общей и эиоорганической химии и кафедры биохимии ЕрГМУ и членов Ученого Сов-;та института Молекулярной биологии (1998).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ.
Стркуктура и объем работы. Диссертационная работа состоит из зведення, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, описания результатов собственных исследований, заключения, выводов и :писка литературы. Работа представлена на 106 сраницах русского текста, годержит 12 таблиц и 7 диаграмм. Библиографический указатель включает 257 ссылок (117 русских и 140 иностранных источников).