facebook
twitter
vk
instagram
linkedin
google+
tumblr
akademia
youtube
skype
mendeley
Wiki

ВЛИЯНИЕ ИЗБЫТКА МЕЛАТОНИНА НА СОСТОЯНИЕ ПРООКСИДАНТНО-АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ У КРЫС

Автор Доклада: 
Цебржинский О.И., Гаркович А. Л., Ларичева Е. Н., Семенчук С. В., Цвях О. А., Чеботар Л. Д.
Награда: 
ВЛИЯНИЕ ИЗБЫТКА МЕЛАТОНИНА НА СОСТОЯНИЕ ПРООКСИДАНТНО-АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ У КРЫС

УДК 616.36-002:615.322

ВЛИЯНИЕ ИЗБЫТКА МЕЛАТОНИНА НА СОСТОЯНИЕ ПРООКСИДАНТНО-АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ У КРЫС
 Цебржинский Олег Игоревич, д-р биол. наук, проф.
Гаркович Алексей Леонтьевич, канд. биол. наук, доцент,
Ларичева Елена Николаевна, аспирант,
Семенчук Сергей Викторович, аспирант,
Цвях Ольга Александровна, аспирант,
Чеботар Лариса Дмитриевна, канд. биол. наук, ст. преп.
Николаевский национальный университет имени В.А.Сухомлинского

В результате проведенных исследований было установлено, что в условиях краткосрочного эксперимента наблюдается разнонаправленные изменения в исследуемых органах. Длительное введение мелатонина в дозе 1 мг/кг массы тела/сутки у крыс вызывает увеличение во всех исследуемых органах, кроме сердца и сыворотки крови, концентраций диеновых конъюгатов и малонового диальдегида, при снижении активности антиоксидантных ферментов. Это может свидетельствовать не только об антиоксидантных, но и о прооксидантных свойствах малонового диальдегида при длительном введении экзогенно в дозе 1 мг/кг массы тела/сутки. Можно предположить, что большие дозы мелатонина угнетают образование супероксида и пероксида, и отсутствие этих индукторов, при гипермелатонинемии, способствует отсутствию влияния мелатонина на экспрессию генов этих ферментов.
Ключевые слова: мелатонин, антиоксидант, прооксидант, активные формы кислорода, антиоксидантная защита.

The studies found that in the short-term experiment is observed opposite changes in the studied organs. Long-term administration of melatonin at a dose of 1 mg/kg body weight/day in rats causes an increase in all investigated organs, except heart and serum concentrations of diene conjugates and malondialdehyde, and reducedactivity of antioxidant enzymes. This may indicate not only the antioxidant but alsoprooxidant properties of malondialdehyde in long-term administration of exogenousdose of 1 mg/kg body weight/day. It can be assumed that large doses of melatonin inhibit the formation of superoxide and hydrogen peroxide, and the absence of theseinducers, with gipermelatoninemii contributes to the lack of effect of melatonin on gene expression of these enzymes.
Keywords: antioxidants, prooxidant, melatonin, Reactive oxygen species, Reactive oxygen species antioxidant protection


Вступление. Производное триптофана мелатонин является нейромедиатором, гормоном, цитокином. Мелатонин синтезируется пинеалоцитами шишковидной железы (только тогда, когда на глаза не попадает свет) для всего организма, то есть эндокринно. Кроме того, МТ синтезируется в тучных клетках, натуральных киллерах, эозинофилах, тромбоцитах, эндотелиоцитах, клетках APUD-системы, действуя апокринно и паракринно [1; 5; 7; 9; 11]. Мелатонин является амфифильным соединением, и в крови транспортируется альбумином, действует как на мембранные, так и на ядерные рецепторы [12]. Мелатонин – это универсальный адаптоген, который увеличивает уровень функционирования многих систем. Как нейромедиатор, он поддерживает цикл сон-бодрствование, скорость проведения импульсов, температуру тела; как гормон, он влияет на пролиферацию – тормозит митозы на уровне метафазы почти всех клеток, кроме некоторых, тормозит продукцию гормонов аденогипофиза, особенно гонадотропинов, он также влияет на синтез регуляторных пептидов (предшественников эндорфинов) гипоталамуса; как иммуномедиатор, он активирует митозы стволовых клеток красного костного мозга, функции тимус и лимфоцитов. С этим связывают антистрессовый, иммуностимулирующий, антиканцерогенный, антигериатрический эффекты мелатонина [1; 5; 7; 9; 11]. С возрастом продукция мелатонина снижается как и стимулированные им функции. Исследования R.J.Reiter (1993-2007) показали антиоксидантный прямой эффект амфифильного мелатонина за счёт водорода аминогруппы и ароматического ядра, более сильный, чем токоферол и глютатион, и косвенный, путём активации экспрессии генов антиоксидантных ферментов – глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, супероксиддисмутазы, глютатионпероксидазы, и подавления экспрессии генов прооксидантных ферментов – липоксигеназы и NO-синтазы [2; 3; 6; 16]. МТ защищает от неферментативного свободнорадикального перекисного окисления ДНК, белки, липиды, не обладая прооксидантным эффектом при избытке [2; 16]. Прооксидантно-антиоксидантная система включает генерацию активных форм кислорода, инициирующих свободнорадикальное перекисное окисление биополимеров, которое лимитируется антиоксидантной защитой [13]. Поскольку работ, касающихся избытка мелатонина и влияния его на прооксидантно-антиоксидантную систему мало, то целью работы явилось исследование состояния прооксидантно-антиоксидантной системы органов крыс при разных дозах и сроках развития гипермелатонинемии.
Материалы и методы. Исследования проводились на 105 самцах крыс линии Wistar стадного разведения средней массой 260-320 г. Исследование включало 4 серии экспериментов по две группы животных в каждой: интакт и гипермелатонинемия. В первой (18 крыс) и второй (48 крыс) сериях изучалось влияние кратковременной (5 и 10 суток соответственно) гипермелатонинемии на прооксидантно-антиоксидантную систему различных органов и крови крыс. В третьей (21 крыса) и четвертой (18 крыс) сериях – влияние хронической (30 и 55 суток соответственно) гипермелатонинемии. Гипермелатонинемию моделировали путем ежедневного введения мелатонина (препарат «Вита-мелатонин») per os в дозе 1 мг/кг массы тела в сутки. Эутаназию проводили под гексеналовым наркозом путём отбора крови из сердца.
Определение ряда показателей прооксидантно-антиоксидантной системы проводили в сыворотке крови и гомогенатах органов крыс. Генерацию супероксиданионрадикала – источника других активных форм кислорода, исследовали от митохондриальной, микросомальной и фагоцитарной электронно-транспортных цепей [14]. Об интенсивности свободнорадикального перекисного окисления биополимеров судили по концентрации первичных и вторичных продуктов свободнорадикального перекисного окисления, соответственно – диеновых конъюгатов [4] и – малонового диальдегида [4]. Для оценки уровня антиоксидантной защиты определяли активность супероксиддисмутазы [15], каталазы [8] и глютатинпероксидазы [10]. Цифровые данные статистически обрабатывались с учётом критерия Стьюдента.
Результаты и их обсуждение. Представлены преимущественно достоверные результаты. При краткосрочном эксперименте (5-суточной гипермелатонинемии, 0,3 мг мелатонина) существенных изменений показателей баланса прооксидантно-антиоксидантной системы отмечено не было. При 10-суточной гипермелатонинемии (1,0 мг мелатонина на кг массы тела в сутки)изменения концентраций первичных и вторичных продуктов перекисного окисления, а также активность антиоксидантных ферментов в различных органах имели различную направленость (рис.1-5).

Введение мелатонина в дозе 1 мг/кг в сутки в течение 30 дней привело к увеличению концентраций продуктов свободнорадикального перекисного окисления по сравнению с нормой (рис. 6-7).

Активность антиоксидантных ферментов при 30-суточном эксперименте при гипермелатонинемии была ниже нормы (рис. 8-10).

В этих условиях повысилась генерация активных форм кислорода от митохондриального окисления в лёгких, от микросомального – в желудке, от фагоцитарного – в серце и лёгких, и снизилось от микросомального – в легких.
Длительная гипермелатонинемия (0,3 мг мелатонина на кг массы тела в сутки) на протяжении 55 суток не вызвала существенных изменений показателей прооксидантно-антиоксидантной системы органов и крови. Следовательно, мелатонин проявлял антиоксидантный эффект при небольшом избытке.
В результате проведенных исследований было установлено, что в условиях краткосрочного эксперимента наблюдается разнонаправленные изменения в исследуемых органах, это может быть связано с изменением продукции эндогенного мелатонина в этих органах и использованием низкомолекулярных антиоксидантов. При длительных экспериментах эффекты избытка мелатонина проявляются более отчетливо. Длительное введение мелатонина в дозе 1 мг/кг массы тела/сутки у крыс вызывает увеличение во всех исследуемых органах, кроме сердца и сыворотки крови концентраций диеновых конъюгатов и малонового диальдегида, а активность антиоксидантных ферментов снижалась. Это может свидетельствовать не только об антиоксидантных, но и о прооксидантных свойствах мелатонина при длительном его введении. Поскольку активность супероксиддисмутазы и каталазы индуцируется своими субстратами, а глютатинпероксидазы – через аденилатциклазную систему [13], можно предположить, что большие дозы мелатонина угнетают образование супероксида и пероксида, и отсутствие этих индукторов, при гипермелатонинемии, способствует отсутствию влияния мелатонина на экспрессию генов этих ферментов. Аналогичные данные получены в нашей лаборатории для семенников (Н.Д.Дмитренко, 2009), головного мозга (Ю.Д.Френкель, 2009), печени (Е.И.Антонова, 2010).

Литература:
1. Анисимов В.Н. Мелатонин: роль в организме и применение в клинике / Анисимов В.Н. – СПб: Система, 2007. –40 с.
2. Арутюнян А.В. Полифункциональное антиоксидантное действие мелатонина / Арутюнян А.В., Козина Л.С. // Всероссийская научно-практическая конференция 50 лет мелатонину: итоги и перспективы исследований. –СПб, 2008. –С. 4-5.
3. Барабой В.А. Антиокислительная и биологическая активность мелатонина / Барабой В.А. // Український біохімічний журнал. –2000. –Т. 72, №3. –С.5-11.
4. Беркало Л.В. Посібник з експериментальних клінічних досліджень в біології та медицині / [Беркало Л.В., Бобович О.В., Гейко О.О., Цебржинський О.І. та ін.] – Полтава, 1997. –271 с.
5. Бондаренко Л.А. Некоторые биохимические аспекты функционирования пинеальной железы крысы в онтогенезе / Бондаренко Л.А. // Онтогенез, 1991. –Т. 22, №1. –С. 57-62.
6. Ильина Т.Н. Влияние мелатонина на содержание витамина Е в органах крыс в условиях различного освещений / Ильина Т.Н., Русколайнен Т.Р., Виноградова  И.А. // Всероссийская научно-практическая конференция 50 лет мелатонину: итоги и перспективы исследования. –СПб, 2008. –С.17-18.
7. Коркушко О.В. Шишковидная железа: физиологическая роль в организме, функциональная недостаточность в пожилом возрасте, возможные пути коррекции / Коркушко О.В., Шатило В.Б. // Медичний всесвіт. –2003. –Т. 3, №2.–С.84-93.
8. Королюк М.А. Метод определения активности каталазы / [Королюк М.А., Иванова Л.И., Майорова Н.Т., Токарев К.Е.] // Лабораторное дело. –1998. – №1. –С. 16-18.
9. Мелатонин в норме и патологии / Под ред. Ф.И. Комарова, С.И. Комарова, С.И. Рапопорта, Н.К. Малиновской, В.Н. Анисимова. –М: ИД Медпрактика, 2004. –308 с.
10. Пахомова В.А. Способ определения активности глутатионпероксидазы в биологических тканях / [Пахомова В.А., Крюкова Г.Н., Козлянина Н.П. и др.] // А.С. 922637 СССР, МКИ в G 01. Опубл. 23.04.1982. Биол. ИиО №15. – 2 с.
11. Пішак В.П. Шишкоподібне тіло і біохімічні основи адаптації / Пішак В.П. –Чернівці: Медакадемія, 2003. –152 с.
12. Смирнов А.Н. Ядерные рецепторы мелатонина / Смирнов А.Н. // Биохимия. –2001. –Т. 66, №1. –С.28-36.
13. Цебржинский О.И. Некоторые аспекты антиоксидантного статуса / Цебржинский О.И. // Физиология и патология перекисного окисления липидов, гемостаза и иммуногенеза. - Полтава, 1992. –С. 120-155
14. Цебржинский О.И.Количественное определение супероксида НСТ-тестом в тканях // Тези доповідей науково-практичної конференції "Організація токсикологічної допомоги в Україні". –Київ, 2002. –С. 65-66.
15. Чевари С. Роль супероксиддисмутазы в окислительных процессах клетки и  метод определения ее активности в биологических материалах / Чевари С., Чаба И., Секей И. // Лабораторное дело. –1985. –№11. –С. 678-681.
16. Reiter R.J. Melatonin: Lowering the High Price of Free radicals / Reiter R.J. // News Phisiol. Sci. –2000. –Vol. 15. –P. 246-250.

5
Your rating: None Average: 5 (6 votes)

ВЛИЯНИЕ ИЗБЫТКА МЕЛАТОНИНА НА СОСТОЯНИЕ ПРООКСИДАНТНО-АНТИОКСИДА

Работа интересная. Хотелось бы знать в каких условиях содержались животные? Почему исследования проводили при 5-суточной гипермелатонинемии в дозе 0,3 мг мелатонина, а при 10-суточной гипермелатонинемии - 1,0 мг мелатонина на кг массы тела в сутки?

Исследование вызывает большой

Исследование вызывает большой интерес. Но есть ряд вопросов. Как определяли гипермелатонинемию. Ведь в принципе при введении гормонов извне (любых) по принципу обратной связи к снижению собственных гормонов, при этом уровень никак не изменяется относительно нормы?
PARTNERS
 
 
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
Would you like to know all the news about GISAP project and be up to date of all news from GISAP? Register for free news right now and you will be receiving them on your e-mail right away as soon as they are published on GISAP portal.