Preview

Проблемы Эндокринологии

Расширенный поиск

Активность глутатионовой антиоксидантной системы при гипертиреозе и при действии мелатонина

https://doi.org/10.14341/probl200854347-50

Полный текст:

Аннотация

При развитии гипертиреоза наблюдалось повышение уровня восстановленного глутатиона (GSH), активности глутати-онпероксидазы (ГП) и глутатионредуктазы (ГР) в печени, сердце и сыворотке крови крыс. Возрастала также активность глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г-6-ФДГ), что, очевидно, связано с необходимостью поставки НАДФН для ГР/ГП-сис-темы. Активность НАДФ-изоцитратдегидрогеназы (ИДГ) изменялась незначительно. При введении мелатонина при тиреотоксикозе содержание восстановленного глутатиона в исследуемых тканях возрастало в большей степени, активность ГР и ГП изменяюсь в сторону нормы. Изменения активности Г-б-ФДГи ИДГ при введении мелатонина при гипертиреозе имели тканеспецифичный характер и были выражены в большей степени для Г-б-ФДГ. По-видимому, мелатонин выступает в роли адаптогена, регулирующего активность глутатионовой системы, а также НАДФН-генерирующих ферментов в соответствии с воздействием патогенных факторов на организм.

Для цитирования:


Попов С.С., Пашков А.И., Попова Т.Н., Золоедов В.И., Рахманова Т.И., Семенихина А.В. Активность глутатионовой антиоксидантной системы при гипертиреозе и при действии мелатонина. Проблемы Эндокринологии. 2008;54(3):47-50. https://doi.org/10.14341/probl200854347-50

For citation:


Popov S.S., Pashkov A.N., Popova T.N., Zoloyedov V.I., Rakhmanova T.I., Semenikhina A.V. Activity of the glutathione antioxidative system in hyperthyroidism and under the action of melatonin. Problems of Endocrinology. 2008;54(3):47-50. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/probl200854347-50

Важнейшим патогенетическим звеном развития некоторых эндокринных заболеваний является токсическое действие активных форм кислорода (АФК), проявляющееся при состояниях окислительного стресса, связанного с дисбалансом между интенсивностью свободнорадикального окисления (СРО) и активностью антиоксидантной системы (АОС). Так, показано, что деструкция и гибель р- клеток поджелудочной железы при сахарном диабете сопровождается усилением процессов перок- сидного окисления липидов [1]. При заболеваниях щитовидной железы, в частности гипертиреозе, данные о вовлечении процессов СРО в патогенез весьма противоречивы [14, 15]. При гипертиреозе

Рис. 1. Содержание gSH в печени (а), сердце (б) и сыворотке крови (в) крыс в норме (7), при гипертиреозе (2) и действии мелатонина при патологии (3).

происходит поражение пищеварительной (тирео- токсический гепатоз), сердечно-сосудистой ("тире- отоксическое" сердце), центральной нервной систем [5]. Однако вопрос о функционировании АОС организма при развитии гипертиреоза остается слабо изученным. Одним из важнейших звеньев АОС является система глутатионредуктаза/глута- тионпероксидаза (ГР/ГП), обеспечивающая детоксикацию липопероксидов и Н2О2 за счет восстановленного глутатиона (GSH), регенерация которого осуществляется с помощью ГР, использующей восстановительные эквиваленты НАДФН. Источниками НАДФН, необходимого для ГР/ГП АОС, могут служить НАДФ-специфичные дегидрогеназы, в частности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа (Г-6- ФДГ; КФ 1.1.1.49) и НАДФ-изоцитратдегидроге- наза (ИДГ; КФ 1.1.1.42) [4, 8].

Предполагают, что одним из активных эндогенных антиоксидантов является мелатонин, который наряду с участием в контроле суточных и сезонных ритмов организма, функционирования репродуктивной, иммунной систем и нейроэндокринной регуляции пищеварительной системы дает снотворный, противоопухолевый и антистрессовый эффекты [2]. Ранее нами было показано, что мелатонин может действовать как фактор коррекции окислительного стресса при токсическом гепатите [9].

Цель настоящей работы — оценка уровня GSH, активности ГР, ГП, Г-6-ФДГ и ИДГ в печени, сердце и сыворотке крови крыс при экспериментальном тиреотоксикозе и действии мелатонина.

Материалы и методы

Объектом исследования служили самцы белых крыс массой 150—200 г. Животные были разделены на 3 группы: в 1-й группе (контроль; п = 8) крыс содержали на стандартном режиме вивария; во 2-й (и = 9) животным индуцировали тиреотоксикоз путем внутрибрюшинного введения трийодтиро- нина (Т3) (0,1 мг/кг) в 0,9% NaCl, инъекции осуществляли трижды в течение 6 дней; в 3-й группе (п = 8) крысам на следующий день после индуцирования тиреотоксикоза внутрибрюшинно вводили мелатонин (2 мг/кг) в течение 3 дней в утренние часы. Для получения сыворотки использовали венозную кровь. При получении гомогенатов навески печени и сердца крысы гомогенизировали в 4-кратном объеме охлажденного 0,1М трис-НС1- буфера (pH 7,8), содержащего 1 мМ ЭДТА и 1% £- меркаптоэтанол, и центрифугировали при 10 000 g в течение 12 мин. Активность ферментов определяли на СФ-56 при 340 нм. За ферментативную единицу (Е) принимали количество фермента, необходимого для превращения 1 мкмоль субстрата в 1 мин при 25°С. Активность ферментов выражали в Е на 1 г сырой ткани или на 1 мл сыворотки. Удельную активность ферментов выражали в Е на 1 мг белка в ткани при сыворотке. Активность ГР определяли в среде, содержащей 50 мМ калий-фосфатный буфер (pH 7,4), 1 мМ ЭДТА, 0,16 мМ НАДФН и 0,8 мМ окисленного глутатиона (GSSG). Активность ГП измеряли в 50 мМ калий-фосфатном буфере (pH 7,4), содержащем 1 мМ ЭДТА, 0,12 мМ НАДФН, 0,85 мМ GSH, 0,37 мМ Н2О2, 1 ед/мл ГР. Среда измерения Г-6-ФДГ: 50 мМ трис-НС1-буфер (pH 7,8), содержащий 3,2 мМ глюкозо-6-фосфат, 0,25 мМ НАДФ. Активность ИДГ определяли в среде 50 мМ трис-НС1-буфера (pH 7,8), содержащего 1,5 мМ изоцитрата и 0,25 мМ НАДФ. Концентрацию GSH определяли с помощью реакции с 5,5-дитио-бис-(2-нитробензойной) кислотой [3]. Общий белок определяли по методу Лоури [11]. Данные обрабатывали, применяя 7-критерий Стью- дента, различия считали достоверными при

Рис. 2. Активность ГП, выраженная в Е на 1 г сырой массы ткани или в Е на 1 мл сыворотки крови (светлые столбики) и в Е на 1 мг белка (заштрихованные столбики). Здесь и на рис. 3—5: а — в печени, б — в сердце, в — в сыворотке крови крыс в норме (7), при гипертиреозе (2) и действии мелатонина при патологии (3).

30,60-

. £0,50- Б «0,40- i з0,30- S О

| >-0,20-

«0,10-

ш О'

Рис. 3. Активность ГР, выраженная в Е на 1 г сырой массы ткани или в Е на 1 мл сыворотки крови (светлые столбцы) и в Е на 1 мг белка (заштрихованные столбцы).

р < 0,05. В работе использовали мелатонин, НАДФН, трис, ЭДТА ("Sigma", США); Т3 ("Bio- Chemika", Швейцария), GSSG и GSH (ICN, США), остальные реактивы — отечественного производства, марки х.ч. или ч.д.а.

Результаты и их обсуждение

При гипертиреозе содержание GSH в сыворотке крови увеличивается в 1,2 раза (р = 0,04), в печени — в 1,6 раза (р = 0,03), в сердце — в 1,2 раза (р = 0,04) относительно контроля (рис. 1). Известно, что при многих неблагоприятных воздействиях первично уровень GSH снижается, на что клетка отвечает его сверхпродукцией [7]. Имеются данные, что повышение содержания GSH при окислительном стрессе может быть связано с антиоксидантной функцией белков теплового шока — шаперонов, синтез которых увеличивается в таких условиях [13]. Введение мелатонина при патологии сопровождается повышением концентрации GSH по сравнению с его уровнем при гипертиреозе в сыворотке крови на 17% (р = 0,04), в печени — на 23% (р = 0,04) и в сердце — на 26% (р = 0,05). Вероятно, это является аддитивным результатом, обусловленным уменьшением расходования GSH при действии мелатонина как ловушки АФК, а также синергичного эффекта гормона с GSH [10, 12].

При тиреотоксикозе наблюдается повышение активности ГП и ГР соответственно: в печени крыс — в 1,7 и 1,6 раза (р = 0,04), в сердце — в 1,3 и 1,5 раза (р = 0,03) по сравнению с контролем (рис. 2, 3). Активность ГП и ГР в сыворотке крови увеличивается в 1,4 раза (р = 0,04). Однако уровень удельной активности ферментов в исследуемых тканях уменьшается по сравнению с интактными животными, что связано со значительным увеличением содержания белка при патологии. Наблюдаемые изменения активности ГП и ГР, являющиеся защитной реакцией организма при интенсификации СРО при развитии гипертиреоза, могут быть результатом как активации ферментов, так и стимуляции их синтеза. Кроме того, изменения активности ферментов в сыворотке могут быть результатом их выхода из клеток в кровь при повреждении тканей при окислительном стрессе, индуцируемом избытком Т3. При введении мелатонина на фоне тиреотоксикоза наблюдается уменьшение активности ГП/ГР-сис- темы. Активность ГП снижается на 35%, а ГР — на 56% (р — 0,04). При этом удельная активность ГР уменьшается в 1,7 раза (р = 0,05), а ГП — в 1,1 раза (р = 0,03). В сердце и печени активность ГП снижается на 21% в обоих случаях (р = 0,03), а ГР — на 34 и 31% (р = 0,04) соответственно. При этом удельная активность ГП в сердце и печени крыс уменьшается в 1,6 и 1,2 раза (р = 0,04). Удельная активность ГР в сердце практически не изменяется, а в печени уменьшается в 1,6 раза (р = 0,03) по сравнению с данными при патологии. Полученные результаты, вероятно, связаны с уменьшением функциональной нагрузки на ГП/ГР-систему в результате антиоксидантного действия мелатонина.

Рис. 4. Активность Г6ФДГ, выраженная в Ена 1 г сырой массы ткани или в Е на 1 мл сыворотки (светлые столбцы) и в Е на 1 мг белка (заштрихованные столбцы).

Рис. 5. Активность НАДФ-ИДГ, выраженная в Е на 1 г сырой массы ткани или в Е на 1 мл сыворотки (светлые столбцы) и в Е на 1 мг белка (заштрихованные столбцы).

При введении Т3 наблюдается увеличение активности Г-6-ФДГв сыворотке в 1,9 раза (р = 0,03), в то время как ИДГ повышается лишь на 11% (р = 0,04) (рис. 4 и 5). При этом удельная активность ИДГ снижается, а Г-6-ФДГ близка к норме. В сердце и печени крыс активность Г-6-ФДГ возрастает в 4,2 и 1,3 раза (р = 0,04) соответственно. Удельная активность Г-6-ФДГ в этих тканях увеличивается в меньшей степени. Активность ИДГ в сердце крыс практически не отличается от нормы, а в печени снижается в 1,3 раза (р = 0,03). Удельная активность данного фермента в сердце и печени уменьшается по сравнению с контролем. Таким образом, возрастание активности Г-6-ФДГ при гипертиреозе более значительно, чем ИДГ. При введении мелатонина при гипертиреозе активность Г-6-ФДГ в сыворотке возрастает в 2,5 раза (р = 0,03), а удельная активность — в 2,1 раза (р = 0 ,03) (см. рис. 4 и 5). Однако при этом в сыворотке активность ИДГ уменьшается в 1,2 раза (р = 0,04), а удельная активность близка к уровню при гипертиреозе. Активность Г-6-ФДГ в сердце после введения мелатонина уменьшается в 2,5 раза (р = 0,04), а ИДГ — на 10% (р = 0,03), достигая нормы. Удельная активность ферментов в сердце уменьшается в большей степени: Г-6-ФДГ — в 4,5 раза (р = 0,03), ИДГ — на 23% (р = 0,05) по сравнению с данными при гипертиреозе. При этом в печени активность Г-6-ФДГ практически не отличается от таковой при патологии. Активность ИДГ в печени возрастает в 1,3 раза, а удельная активность превышает уровень при гипертиреозе лишь на 9% (р = 0,03).

Выводы

  1. При гипертиреозе уровень GSH возрастает.
  2. Введение мелатонина приводит к дальнейшему повышению уровня GSH.

Работа поддержана финансированием по программе Министерства образования и науки РФ "Развитие научного потенциала высшей школы" РПН.2.1.1.4429.

Список литературы

1. Балаболкин М. И., Клебанова Е. М., Креминская В. М. Дифференциальная диагностика и лечение эндокринных заболеваний: Руководство. - М., 2002. - С. 355.

2. Барабой В. А. // Укр. биохим. журн. - 2000. - Т. 72, № 3. -С. 5-М.

3. Буггама В. С. Методическое пособие по изучению процессов перекисного окисления липидов и систем антноксидантной зашиты организма у животных. - Воронеж. - С. 17-19.

4. Гулак П. В., Дудченко А. М., Зайцев В. В. Гепатоцит: функционально-метаболические свойства. - М., 1985.

5. Дедов И. И., Мельниченко Г. А., Фадеев В. В. Эндокринология: Учебник. - М., 2000. - С. 172-189.

6. Диже Г. П., Дятлов Р. В., Диже А. А. // Анестезиол. и реаниматол. - 2001. - № 4. - С. 43-46.

7. Кулинский В. И., Колесниченко Л. С. // Успехи соврем. биол. - 1990. - Вып. 114. - С. 20-33.

8. Медведева Л. В., Попова Т. П., Артюхов В. Г. и др. // Биохимия. - 2002. - Т. 67, № 6. - С. 838-849.

9. Пашков А. Н., Попов С. С., Семенихина А. В., Рахманова Т. И. // Бюл. экспер. биол. - 2005. - Т. 139, № 5. - С. 520-525.

10. Перцов С. С, Сосновский А. С, Пирогова Г. В. // Физиология. - 1998. - Т. 125, № 1. - С. 12-14.

11. Loury О., Rosebrought N.. Farr A., Randall R. // J. Biol. Chcm. - 1951. - Vol. 194, № 1. - P. 265-271.

12. n.Reiter R. J. /I Adv. Pharmacol. - 1997. - Vol.38. - P. 103-117.

13. Rogallu Т., Ehmsperger M., Revitle H. // J. Biol. Chem. - 1999. - Vol. 277. - P. 947-956.

14. Say/ant B. U., Nadkarnl G. D., Thakare U. R. et al. // Indian J. Exp. Biol. - 2003. - Vol. 41, N 11. - P. 1334-1337.

15. Sundaram V., llanna A. N., Koneru L. et al. // J. Clin. Endocrinol. Metab. - 1997. - Vol. 82, № 10. - P. 3421-3424.


Об авторах

С. С. Попов

Воронежская государственная медицинская академия


Россия


А. И. Пашков

Воронежская государственная медицинская академия


Россия


Т. Н. Попова

Воронежский государственный университет


Россия


В. И. Золоедов

Воронежская государственная медицинская академия


Россия


Т. И. Рахманова

Воронежский государственный университет


Россия


А. В. Семенихина

Воронежский государственный университет


Россия


Для цитирования:


Попов С.С., Пашков А.И., Попова Т.Н., Золоедов В.И., Рахманова Т.И., Семенихина А.В. Активность глутатионовой антиоксидантной системы при гипертиреозе и при действии мелатонина. Проблемы Эндокринологии. 2008;54(3):47-50. https://doi.org/10.14341/probl200854347-50

For citation:


Popov S.S., Pashkov A.N., Popova T.N., Zoloyedov V.I., Rakhmanova T.I., Semenikhina A.V. Activity of the glutathione antioxidative system in hyperthyroidism and under the action of melatonin. Problems of Endocrinology. 2008;54(3):47-50. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/probl200854347-50

Просмотров: 482


ISSN 0375-9660 (Print)
ISSN 2308-1430 (Online)