Ганглиозиды печени и иммунокомпетентных органов крыс при интоксикации гепатотропными ксенобиотиками

 

Ганглиозиды, занимая 2,8 % клеточной мембраны, выполняют жизненно важные функции: рецепция, взаимодействие между клетками, перенос ионов, восприятие химических и физических сигналов, поддержание мембранного потенциала [2, 3, 7, 8, 11]. Церамидная часть ганглиозидов погружена в жидкую липидную фазу мембраны, а разветвленная олигосахаридная — ориентирована в межклеточное пространство, где она тянется к соседней клетке [3, 11]. Ганглиозиды, взаимодействуя с ФЛ и белками, влияют на функции мембраносвязанных ферментов [4, 5, 7, 8, 10].

Поэтому любые воздействия на мембрану клетки (ксенобиотики, канцерогены, токсины и т. д.) и функциональные изменения в активности оксидантных и антиоксидантных ферментных систем, приводят к изменению содержания и состава ганглиозидов.

Поэтому в настоящей работе нами исследованы показатели общих и индивидуальных ганглиозидов в гомогенатах печени и иммунокомпетентных органов крыс при интоксикации ССl4 и гелиотрином.

В динамике интоксикации крыс ССl4 в исследуемых органах происходят существенные сдвиги в количественном составе ганглиозидов. В таблице 1. представлены результаты исследования содержания ганглиозидов печени и тимуса экспериментальных крыс, получавших CCl4.

 

Таблица 1

Содержание общих и индивидуальных ганглиозидов в органах крыс (мкг ск/г ткани) при интоксикации CCl4n= 8–10

Ганглиозиды	Интактные (контроль) M±m	Дни исследования
		50-й M±m	70-й M±m
Старт	9,8±0,76 71,0±1,6	3,7±0,3* 41,0±4,4*	1,6±0,06* 24,8±0,73*
GQ	68,1±1,73 68,7±1,3	46,2±0,9* 25,0±1,5*	12,6±0,6* 7,6±0,45*
GT	49,2±1,75 42,0±0,8	31,3±0,9* 17,4±1,0*	8,2±0,6* 6,1±0,4*
X ф-я	109,0±1,8 —	78,5±1,1* —	63,2±1,3* —
GD1b	73,5±1,8 87,0±1,2	57,2±1,2* 40,0±1,0*	21,0±0,93* 12,0±0,84*
GD1a	55,0±1,0 74,0±1,1	39,0±1,2* 45,0±1,2*	14,0±1,6* 10,6±0,7*
GD3	80,0±1,32 37,0±1,2	49,5±0,7* 20,2±1,0*	12,8±1,3* 17,2±0,6*
GM1	60,0±1,33 113,5±1,2	40,0±1,0* 58,0±1,0*	30,9±1,4* 42,3±1,4*
GM2	58,6±1,9 135,0±1,2	32,4±1,1* 57,5±1,6*	31,3±0,9* 41,0±0,8*
GM3	56,2±1,1 186,0±1,7	38,2±1,2* 41,0±1,4*	30,2±1,03* 35,4±1,05*
Общ.гангл.	619,4±5,9 814,2±2,5	416,0±4,9* 307,8±2,9*	225,8±4,2* 197,1±1,5*
Примечание: *р<0,01–0,001 рассчитано сравнительно с контрольным. В числителе показатели ганглиозидов печени, в знаменателе тимуса

 

Как видно из данных таблицы, содержание общих ганглиозидов в печени и в тимусе во все сроки исследования снижено в различной степени. Они наиболее выражены на 70-й день исследования, где разница в показателях тимуса составляет 4,25 раза, а в печени 2,7 раза относительно контроля. Меньшее снижение содержания ганглиозидов в печени видимо, связано с наличием запаса в ней витамина А, кофактора ферментов участвующих в синтезе ганглиозидов и гликопротеидов.

В составе индивидуальных ганглиозидов печени выявлено значительное снижение GQ фракции в 5,4; GT в 6,0; GD1а в 4,0; GD1b — 3,5; GD3–6,3 раза сравнительно с контрольными показателями.

В остальных фракциях разница в исследуемых показателях составила от 1,7 до 2,0 раз.

В тимусе снижение исследуемых показателей составили: GQ — 9,0; GT — 6,9; GD1a — 7,0; GD1b — 7,3 раза по сравнению с контрольными величинами, остальные фракции колебались от 2,8 до 4,5 раза.

Таким образом, под влиянием CCl4 происходят изменения в составе как сложных, так и простых ганглиозидов. Эти изменения могут привести к нарушению в этих органах ионной проницаемости, рецепции гормонов и нарушению других обменных процессов, происходящих в мембранах исследуемых органов.

Интоксикация крыс CCl4 вызвала изменения и в ганглиозидном спектре селезенки. Выявлено, что наиболее высокое содержание в селезенке из фракции ганглиозидов оказались GQ, GT, GD1a,. Снижение содержания общих и индивидуальных ганглиозидов в исследуемых органах при интоксикации CCl4 наблюдалась во все сроки исследования. На 50-й день исследования разница в этих показателях составила от 1,2 до 2,1 раза, на 70-й день от — 3,2 до 10,0 раз, т. е. эти изменения нарастали на 70-й день исследования (табл.2.).

 

Таблица 2

Содержание общих и индивидуальных ганглиозидов в селезенке крыс (1мкг ск/г ткани) при интоксикации CCl4n=8–10

Ганглиозиды	Интактные (контроль) M±m	Дни исследования
		50-й M±m	70-й M±m
Старт	71,0±1,0	40,3±1,0*	31,2±1,0*
GQ	68,7±1,0	32,4±0,7*	10,8±1,2*
GT	43,0±0,9	28,0±0,7*	8,9±1,1*
X ф-я	73,4±1,1	62,6±1,4*	60,0±4,5
GD1b	68,5±1,4	47,8±1,8*	12,7±1,3*
GD1a	149,0±1,7	149,0±1,9*	33,1±1,2*
GM1	29,8±1,1	14,3±1,1*	4,5±0,2*
GM3	326,0±1,7	236,0±1,4*	80,0±1,1*
Общ.гангл.	829,4±2,6	637,8±2,5*	181,3±3,6*
Примечание: *р<0,01–0,001 рассчитано сравнительно с контрольным.

 

В печени экспериментальных крыс отмечается тенденция снижения всех фракций ганглиозидов. Так, на 50-й день опыта в печени GQ снижалось на 47,5 %, на 70-й — 84,7 %. Содержание GD1b снизилось на 38,8 %; 76,5 %, соответственно. Выраженные отличия выявлены также в показателях GD3, его содержание по сравнению с контролем снизилось в печени на 23,4 % и 35 %, соответственно. Определенные изменения претерпевало общее содержание ганглиозидов, при этом его показатели в печени составили 28,4 % и 47,7 %.

В селезенке содержание GQ на 50-й день исследования снизилось на 37,4 %, на 70-й день 85,4 %. В эти же сроки исследования в тимусе содержание GQ снизилось на 60,7 % и 83,8 %. Содержание GD1b в селезенке снизилось на 50-й день на 38 %, на 70-й день на 84,4 % относительно контроля, в тимусе на 50-й день на 46,2 %, на 70-й день на 77,2 %, а содержание GM3 снизилось в селезенке на 50-й день на 41,7 %, на 70-й день на 65 %, в тимусе на 50-й день 67,5 %, на 70-й день на 84,9 % относительно контроля соответственно.

Таким образом, при введении экспериментальным крысам гепатотропных ксенобиотиков (CCl4 и гелиотрина) содержание ганглиозидов в печени, селезенке и тимусе снизилось от 19 до 85 % по сравнению с контрольными величинами.

Анализ динамики изменения содержания ганглиозидов у экспериментальных групп животных выявил определенные закономерности, имеющие значение в разработке патогенеза действия гепатотропных ксенобиотиков.

У крыс получавших CCl4, достоверные изменения в содержании ганглиозидов в сторону снижения наблюдаются во все сроки исследования, но они наиболее выражены на 70-й день исследования. Если эти изменения у крыс получавших CCl4 снизились на 50-й день исследования в 1,8–2,6 раза, а на 70-й день от 1,9 до 6,6 раза, то у крыс получавших гелиотрин эти показатели колебались от 1,8–6,2 на 50-й день; 3,2–8,5 на 70-й день исследования.

Выраженные изменения отмечались в содержании следующих индивидуальных фракции ганглиозидов: GQ, GT, GD1b, GD1a (в печени), GQ, GT, GD1b, GD1a, GM3, (в тимусе), а в гомогенатах селезенки отмечено отсутствие GD3 и значительное снижение GD1b и GD1a.

Таким образом, анализ полученных результатов показал, что в процессе интоксикации гепатотропными ксенобиотиками происходит снижение всех фракций ганглиозидов в исследуемых органах. Это, видимо, связано превалированием процесса катаболизма над процессами анаболизма ганглиозидов, превалированием активности сиалидазгидролаз над активностью сиалилтрансфераз — синтетаз ганглиозидов [15].

При введении ксенобиотиков происходят нарушения в активности ферментов мембран цитозоля, митохондрий и других органелл, что приводит к усилению ПОЛ, увеличивает окислительное фосфорилирование, нарушает цикл Кребса. Все это создает дефицит субстратов синтеза ганглиозидов (глюкозы, АТФ, нуклеиновых кислот, сиаловых кислот). Повреждение печеночных клеток приводит также к нарушению глюконеогенетической функции клеток печени, усиливается расход, замедляется синтез гликогена [1, 9]. Все это сопровождается нарушением рецепции инсулина в мембране клеток и приводит к гиперинсулинемии, нарушению биосинтеза глюкоконьюгатов из углеводов и его субстратов, снижается транспорт углеводов через мембраны клеток, их фосфорилирование и затормаживается биосинтез олигосахаридной части гликолипидов [6, 12, 15].

Таким образом, дефицит субстратов для биосинтеза ганглиозидов на фоне усиления активности сиалидаз-гидролаз и снижения активности сиалилтрансфераз — синтетаз приводит к изменению состава ганглиозидов и нарушению поверхностных функций мембран органов [13, 14].

Сопоставление результатов исследования содержания ганглиозидов с результатами исследования фосфолипидов выявило, что наряду с изменением количественного состава индивидуальных фосфолипидов также изменяется содержание индивидуальных ганглиозидов. Следует при этом отметить, что если в составе индивидуальных фосфолипидов наблюдается тенденция снижения и повышения содержания определенных фракций, то в составе индивидуальных ганглиозидов такого явления не происходит. В этом случае наблюдается одностороннее изменение — снижение содержания всех фракции ганглиозидов. Причем, содержание ди- и олигосиалганглиозидов уменьшается в большей мере, чем содержание моносиалганглиозидов. Вследствие уменьшения содержания индивидуальных ганглиозидов уменьшается содержание общих ганглиозидов в печени на 47,7 %, в селезенке на 70 % и в тимусе на 65 %. Аналогичные отклонения происходили в органах иммунной системы. Отмечалась картина пропорциональности между ЛФХ, ФХ и индивидуальными ганглиозидами. Прогрессивное нарастание содержания ЛФХ приводило к интенсивному снижению ФХ и количества всех фракций ганглиозидов. Эта тенденция сохранялась во всех изученных органах экспериментальных крыс, максимум, которого приходился на 70-й день исследования.

Следовательно, результаты исследования свидетельствуют о том, что введение крысам ксенобиотиков гелиотрина и CCl4 сопровождается существенными сдвигами в составе индивидуальных ганглиозидов не только в печени, но и в органах и клетках иммунной системы, выраженность которых прямо пропорциональна течению патологического процесса. Резкие изменения в содержании индивидуальных ганглиозидов и ФЛ во всех изученных органах, очевидно, и обуславливают нарушения структуры и функциональной активности клетки и способствуют развитию патологического процесса.

Таким образом, интоксикация экспериментальных крыс гепатотропными ксенобиотиками сопровождается изменениями в составе общих и индивидуальных ФЛ и ганглиозидов во всех изученных органах. Выраженность наблюдаемых отклонений в содержании ФЛ и ганглиозидов корректировали при прогрессировании патологического процесса. Независимо от этиологического фактора, природы ксенобиотика, формы патологического процесса, дозы ксенобиотика в печени и в органах иммунной системы происходят структурно-функциональные нарушения, ведущие к нарушениям внутриклеточного метаболизма и усугубляющие патологический процесс.

 

Литература:

 

1.               Агзамова Н. В. К фармакологии витамина U при экспериментальном гепатите //Организ.и экном.фармации, технол и фармакол.некоторых лек.препаратов — Сб.науч.трудов. Ташкент. 1990. — С.8–10.
2.               Блюгер А. Ф., Лабановская Ж. Л. Обмен липидов при хронических поражениях печени //Изменение липидного обмена при патологии внутренних органов. — Серия «Экспериментальная медицина». — Рига: Зинатне. — 1987. — 23. — С.17–20.
3.               Грегориадис Г. Липосомы в биологических системах /М.: Наука, — 1983. — 6 с.
4.               Грибанов Г. А. Особенности структуры и биологическая роль лизофосфолипидов //Ж. Вопр.мед.химии. — 1991. — № 4. — С.2–10.
5.               Исроилов Р. И., Прохорова А. В. Морфологические особенности печени при коррекции острой гелиотриновой интоксикации танаканом и гомексом. //Мед.журн.Узб. — 2000, № 2. — С.116.
6.               Каримов Х. Я., Хакимов З. З., Иноятова Ф. Х. Жигарнинг турли хил жарохатланишида микроциркуляция, микросомал ва митохондрал оксидланиш йулларининг холати //Болаларда сурункали жигар касаллиги. Халкаро хамкор. Илмий-амалий анжуман маърузаларнинг баёни.: Тез докл. — Ташкент. _ 1993. — 69–70 б.
7.               Маматова Н. М., Азизова С. С. Фитат, кобальт ва силибор моддаларининг экспериментал гепатитда турли ёшдаги хайвонлар организмида жигарнинг ферментатив фаолиятига таъсири. //Ж.Педиатрия. — 2000. — № 4. — С.91–94.
8.               Павлова Н. Т. Биоэтика в высшей школе. М.: Наука, 1998. — 68 с.
9.               Успарвова Ж. К., Мурзахметова М. К., Азимуратова Р. Ж. Транспортные и рецепторные функции биологических мембран. Биологические мембраны и использование принципов их функционирования в практике. //Ж.Изв.Ан Каз.ССР серия биологии. — 1988. — № 6. — С.87–89.
10.          Eaporti L., and other Brain cortex gangliosides and (Na+, K+) ATP ase system of Stria vasculares in guinea pig //Acta Oto-Laringol. — 1981. — Vol. 92.- P.433–437.
11.          Giani M., Edefonti A., Damiani B., et al. Nephrotic syndrome in a mother and her infants: relationship with cytomedalovirus infection. //Pediatr. Nephrol. (Germany) 1996, 10 (1), P.73–75.
12.          Gorelik S, Kanner J.//Oxymyoglobin Oxidation and Membrane Lipid Peroxidation Initiated by Iron Redox Cycle: Prevention of Oxidation by Enzymic and Nonenzymic Antioxidants. /J Agric Food Chem 2001 Dec
13.          IengI., Wals M., Klemm N., Harnacer B., Su — Song — Nan. Insertion of 125 I — gangliosides into neuronal membrane. Glycoconjugates. Proc.6.Int.SymP.Tokyo, Sept. 20–25, 1981, Tokyo. — 1981. — P.331–332.
14.          Irvine R. F. The metabolism and function of inositolphosphates //Biochem. Soc. Trans. — 1987. Vol. 15. — P.122–123.
15.          Konoe J. C., BellS.C., Morton J. J., et al. Human fetal Kidney morphometry during gestation and the relationship between weight, kidney morphometry and plasma active renin concentration at birth. //Clin Sic. (Colch), 1996, 91 (2), P.169–175.