ФИЗИОЛОГИЯ

УДК 577.391;612.111;539.30

С.А. Баджинян1, М.Г. Малакян1, А.К. Абраамян1, С.А. Казарян2

Влияние аминокислотного хелата Мn(II) на некоторые
физико-химические параметры мембран эритроцитов при радиационном
воздействии на организм

(Представлено академиком В.В. Фанарджяном 13/IX 2002)

   Результаты многочисленных исследований свидетельствуют, что биологические мембраны являются критическими структурами, лучевые повреждения которых могут быть ответственными за летальный исход при воздействии ионизирующего излучения [1-3]. Радиационно-индуцированные повреждения биомембран проявляются в виде нарушений различных параметров их структурно-функциональных свойств. Поэтому при поиске новых радиозащитных и радиотерапевтических соединений существенным является исследование их возможного регулирующего влияния на физико-химические характеристики клеточных мембран.
   В настоящем сообщении представлены результаты исследования радиопротекторной активности новосинтезированного хелата Mn(II) с этиловым эфиром салицилиден-D,L-тирозина (в дальнейшем вещество К-352), о наличии которой судили по способности этого соединения корригировать функциональные свойства эритроцитарных мембран животных, подвергнутых облучению. Предполагается, что этот комплекс, имеющий в своей молекуле несколько активных функциональных групп, при введении в организм распределяется по тканям и клеткам и проявляет антиоксидантные свойства при индуцировании ионизирующей радиацией цепных реакций свободно-радикального окисления липидов клеточных мембран. В то же время это соединение может способствовать как de novo синтезу, так и восстановлению поврежденных радиацией металлсодержащих ферментов, принимающих участие во многих жизненно важных биохимических процессах.
   Исследования проводились на 70 половозрелых белых беспородных крысах массой 180 - 200 г. Облучение проводили на терапевтическом гамма-облучателе Со60 «Агат-Р» в дозе 4.8 Гр с мощностью дозы 0.8 Гр/мин при кожно-фокусном расстоянии 40 см. Водную суспензию вещества К-352 вводили животным подкожно в область брюшины за 1 ч до лучевого воздействия в дозе 20 мг/кг.
   Группой сравнения служили животные, подвергшиеся только облучению, и интактные животные. Анализы проводились на 3-и, 7-е, 14-е и 21-е сутки постлучевого периода у 7 животных из каждой группы. Исследовались следующие параметры мембран эритроцитов периферической крови животных: мембранный потенциал, проницаемость для ионов калия и уровень продуктов перекисного окисления липидов. Для измерения мембранного потенциала (MП) эритроцитов применяли метод [4], который в широких пределах не зависит от гематокрита и основан на электрометрическом определении равновесного распределения водородных ионов снаружи и внутри клетки. Выходной поток калиевых ионов из эритроцитов определяли с помощью К+-селективного электрода по результатам нарастания концентрации К+ в изотонической среде NaCl в течение 1 ч инкубации эритроцитов [5]. Уровень продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) определяли согласно методу [6].
   Статистическую обработку полученных результатов проводили на основе вычисления среднего арифметического значения и стандартной ошибки.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Уровень продуктов ПОЛ эритроцитарных мембран животных в различные
сроки постлучевого периода на фоне только облучения (R) и при предварительном
введении препарата К-352 до облучения (352+R). По оси ординат - концентрация
малонового диальдегида в нмоль/мл, по оси абсцисс - сроки исследования

   В развитии радиобиологических эффектов ионизирующих излучений существенную роль играет активация свободнорадикальных реакций цепного окисления липидов клеточных мембран под действием облучения. Большое содержание полиненасыщенных жирных кислот в составе фосфолипидов определяет высокую способность биологических мембран к реакциям окисления и массовому накоплению избытка токсических продуктов окисления, в результате которого развивается оксидативная деградация клетки.
   Как и следовало ожидать, после воздействия ионизирующего облучения в эритроцитарных мембранах животных обеих групп был зарегистрирован высокий уровень активности процессов ПОЛ (рис.1). Однако у животных на фоне инъекции вещества содержание продуктов ПОЛ во все сроки исследования удерживалось на более низком уровне по сравнению с показателями группы животных, получивших только облучение.
   Исследование проницаемости эритроцитарных мембран (рис.2) выявило увеличение этого показателя облученных животных во все исследуемые сроки. Увеличение в два раза наблюдалось уже на 3-и сутки. Пик изменений был отмечен на 7-е сутки. В дальнейшем, начиная с 14-ых суток, патологические сдвиги в величине изучаемого показателя были менее выражены. Введение животным препарата К-352 до подвержения их облучению способствовало более слабому проявлению нарушений в проницаемости эритроцитарных мембран и полному восстановлению величины этого показателя к концу срока наблюдения.

 













Рис. 2. Динамика изменения К+-проницаемости мембран эритроцитов животных в
различные сроки постлучевого периода на фоне только облучения (R) и при
предварительном введении препарата К-352 до облучения (352+R). По оси ординат -
проницаемость (Р) в 10-9 см/с, по оси абсцисс - сроки исследования

   На рис. 3 приведена динамика изменения МП эритроцитарных мембран на 3-и, 7-е, 14-е и 21-е сутки постлучевого периода. Как видно из рисунка, радиация вызывает изменение изучаемого показателя. Так, МП эритроцитов животных, подвергшихся воздействию только ионизирующего излучения, во все исследуемые сроки был значительно выше по сравнению с нормой (интактные животные). В то же время МП эритроцитов животных, получивших препарат до облучения, во все сроки наблюдения хотя и был несколько выше нормы, однако ниже, чем у животных в контроле, с приближением к норме на 21-е сутки после облучения.

 

 









 

Рис. 3. Мембранный потенциал эритроцитов животных в различные сроки
постлучевого периода на фоне только облучения (R) и при предварительном
введении препарата К-352 до облучения (352+R). По оси ординат - мембранный
потенциал в мВ, по оси абсцисс - сроки исследования

   На основе полученных результатов можно заключить, что хелат Мn(II) и этилового эфира салицилиден-D,L-тирозина обладает определенным мембранопротекторным эффектом при воздействии на организм ионизирующей радиации, обусловленным корригирующим действием изучаемого соединения на такие мембранные свойства, как ионная проницаемость, мембранный потенциал и уровень активности ПОЛ эритроцитов. Mожно предположить, что одним из ключевых моментов в механизме радиомодифицирующего действия данного вещества является его способность блокировать цепные реакции свободнорадикального окисления липидов.
   Работа выполнена в рамках проекта А-361 по программе МНТЦ.

     1Научный центр радиационной медицины и ожогов МЗ РА
      2Институт тонкой органической химии им. А.Л.Мнджояна НАН РА


Литература

     1. Бурлакова Е.Б.  - Информационный бюллетень Научного совета СССР по проблемам радиобиологии. 1979. Т.22. С.3-4.
     2. Баджинян С.А., Казарян П.А., Акопов С.Э., Саарян А.В.  - Радиационная биология. Радиоэкология. 1995. Т.35. N3. С.364-369.
     3. Кудряшов Ю.Б.  - Радиационная биология. Радиоэкология. 2001. Т.41. N5. С.531-547.
     4. Macey R. et al.  - Biophys. Acta. 1978. V.512. P.302.
     5. Баджинян С.А., Геворкян Э.Г., Генджян А.О., Погосян А.Г.  - Журнал экспериментальной и клинической медицины. 1989. Т.29. N1. С.45-49.
     6. Бенисович Ю.В., Идельсон Л.И.  - Вопросы медицинской химии. 1973. Т. 19. N6. С.596-599.