Изменение фосфолипидного (ФЛ) состава печени и иммунокомпетентных органов крыс при интоксикации ксенобиотиками



Одной из важных проблем биологической химии является разработка молекулярных механизмов патологических процессов человеческого организма. Широкое применение различных химикатов в пищевой промышленности, сельском хозяйстве приводит к росту токсических форм гепатитов. Внастоящее время не достаточно работ посвященных изучению изменений в иммунокомпетентных органах при токсическом гепатите. Пока очень мало данных об изменениях в липидной структуре мембран иммунокомпетентных органов при действии различных ксенобиотиков.

Поэтому в данной работе мы изучали изменения, протекающие в общем и индивидуальном составе фосфолипидов печени и иммунокомпетентных органов в динамике интоксикации гепатотропными ксенобиотиками.

В таблице 1. приведены результаты исследования общего и индивидуального состава фосфолипидов печени и тимуса экспериментальных крыс, получавших CCl₄.

В динамике интоксикации CCl₄ у крыс в печени и тимусе по сравнению с нормой наблюдались отклонения в количественном составе общих и индивидуальных фосфолипидов. Анализ полученных результатов показал, что на 50-й день исследования в печени отмечалось снижение уровня ФХ в 1,6 раза, ФЭ в 1,84 раза, повышение относительного содержания ЛФХ в 3 раза. По мере прогрессирования патологического процесса увеличивались различия в составе индивидуальных фосфолипидов. Доля ФХ при этом уменьшалась в 2,3 раза, а ЛФХ — увеличивалось в 4,8 раза. Отмечалось также снижение содержания ФЭ в 2 раза. Обращает на себя внимание, что при введении CCl₄ содержание СФМ в печени уменьшался только лишь на 70-й день исследования.

Таблица 1

Содержание общих ииндивидуальных ФЛ впечени итимусе крыс (в% от общих ФЛ) при интоксикации CCl₄. п=8–10

Фосфолипиды	Интактные (контроль) M±m	Дни исследования
		50-й M±m	70-й M±m
СФМ	7,8±0,3 4,46±0,25	7,8±0,9 3,7±0,45**	6,2±0,25 18,9±1,5*
ФХ	43,1±2,1 50,6±3,2	26,6±3,4* 44,5±4,8**	18,7±0,9* 16,9±1,1*
ФЭ	22,5±1,5 23,2±2,3	15,5±0,9** 20,9±2,1**	13,8±1,1* 10,5±0,85*
ФС	3,7±0,25 4,95±0,35	8,7±0,55* 7,8±0,25**	10,4±0,8* 18,3±1,25*
ФИ	7,3±0,4 9,1±0,8	18,4±1,5* 10,7±0,95**	19,2±1,8* 8,7±0,35*
КЛ	6,5±0,2 4,75±0,54	13,6±0,85* 7,6±0,85**	14,7±1,1* 16,8±1,4*
ФК	1,8±0,2 0,8±0,25	3,6±0,35* 1,8±0,15**	7,8±0,45* 6,5±0,46*
ЛФХ	1,9±0,15 2,15±0,08	5,8±0,45* 3,0±0,35**	9,2±0,6* 8,4±0,65*
Общ. ФЛ (мкг р/г ткани)	1079,0±26,5 513,5±19,5	678,5±18,4* 423,4±18,4**	275,5±13,4* 278,5±10,5*

Примечания: *Р<0,001 рассчитано сравнительно с контролем. **Р<0,01 рассчитано сравнительно с контролем В числителе показатели ФЛ печени, в знаменателе тимуса.

Наряду с отмеченными изменениями количественного содержания нейтральных фосфолипидов происходило одновременное повышение доли кислых фракций — ФС на 50-й день в 2,4, а на 70-й день в 2,8 раза, ФИ на 50-й в 2,5, а на 70-й день в 2,6 раза, КЛ на 50-й день в 2,0 и на 70-й день в 2,3 раза. Наблюдалась уменьшение соотношение нейтральных фосфолипидов к кислым в 3,7 и 5 раз. Следует отметить, что максимум изменений в составе фосфолипидов приходится на 70-й день опыта, когда иммунная реактивность экспериментальных крыс была снижена до минимального уровня. В тимусе крыс по сравнению с печенью произошло более выраженные изменения в содержании СФМ, ФХ, ФЭ, КЛ и ФК на 70-й день исследования. Уровень ЛФХ повысился в 4 раза. Соотношение ФХ/ЛФХ уменьшилось на 50-й день до 1,5, а на 70-й день до 11,8 раза. На 50-й день развития патологического процесса в селезенке опытных крыс также происходили изменения в содержании общих и индивидуальных фосфолипидов. Однако эти изменения по своей выраженности уступали наблюдавшимся отклонениям в печени. Так, в селезенке содержание общих фосфолипидов на 70-й день исследования снижено всего на 50 %, тогда как в печени оно было снижено на 23 % во фракции фосфолипидов селезенки произошли уменьшения в содержании фракций ФХ, ФЭ, ФИ, а уровень СФМ, ФС, КЛ, ФК и ЛФХ увеличился по сравнению с контрольными показателями от 1,8 до 3,2 раза. Соотношение ФХ/ЛФХ составило на 50-й день 11,4, а на 70-й день — 3,4.

Итак, было выявлено, что содержание ФХ в на 50-й день было снижено в селезенке на 8,5 %, в тимусе на 12 % по сравнению с контролем, тогда как в печени оно было снижено на 38 %.

Происходило повышение содержания кислых фосфолипидов ФС, ФИ, КЛ, ФК, ЛФХ на такие же примерно значения. На 70-й день развития патологического процесса эти изменения приобретали более выраженный характер (табл.2.).

Таблица 2

Содержание общих (мкг р/г ткани) ииндивидуальных ФЛ вселезенке крыс (в% от общих ФЛ) при интоксикации CCl₄n=8–10

Фосфолипиды	Интактные (контроль) M±m	Дни исследования
		50-й M±m	70-й M±m
СФМ	10,2±1,75	10,0±0,45	18,4±1,2**
ФХ	43,5±3,5	39,8±2,5**	21,8±1,3*
ФЭ	22,2±2,1	19,6±1,0**	8,5±0,9*
ФС	6,8±0,28	7,8±0,45	18,8±0,8*
ФИ	6,9±0,58	8,1±0,5**	2,5±0,35*
КЛ	5,95±0,42	8,6±0,75**	15,8±1,0*
ФК	2,0±0,1	3,1±0,35**	6,8±0,5*
ЛФХ	2,4±0,16	3,5±0,25**	6,4±0,3*
Общ. ФЛ (мкг р/г ткани)	710,3±28,4	602,8±15,2	380,5±16,7

Примечание: *р<0,01–0,001 рассчитано сравнительно с контрольным.

Изучение состава индивидуальных фосфолипидов при введении гепатотропного ксенобиотика гелиотрина показало существенные сдвиги в их количественном содержании. На рис. 1, 2, и 3 приведены результаты исследования основных фракций ФЛ, которые подвергались значительным изменениям.

Рис 1. Изменение относительного содержания фосфолипидов в печени крыс в динамике отравления гелиотрином

Так, на 50-й день опыта в печени крыс по сравнению с контролем содержание общих фосфолипидов снижалось в 1,8 раза, (р<0,001). По мере развития патологического процесса содержание общих фосфолипидов продолжало прогрессивно снижаться. На 70-й день опыта содержание общих фосфолипидов снижалось в 2,2 раза. При этом наблюдалось изменение в количественном составе индивидуальных фосфолипидов. Происходило снижение доли нейтральных и повышение кислых фракций фосфолипидов. Так, соотношение нейтральных фосфолипидов к кислым фракциям изменялось в динамике интоксикации. Отмечалось преимущественное снижение доли СФМ, ФХ. Содержание ФХ на 50-й день исследования при введении гелиотрина уменьшалось в 1,6 раза. На 70-й день эти показатели оставались неизменными.

Рис. 2. Изменение относительного содержания фосфолипидов в селезенке крыс в динамике отравления гелиотрином

Определенные изменения выявлены в относительном содержании нейтрального фосфолипида — СФМ в печени, его количество снижалось на 50-й день, но увеличивалось на 70-й. Одновременно с уменьшением доли СФМ и ФХ происходило повышение доли кислых фосфолипидов. Так, относительное содержание ФС увеличилось в динамике интоксикации соответственно в 2,7; 4,2 раза. Содержание ФИ на 50-й день опыта имело тенденцию к повышению в 2,44 раз, а на 70-й день исследования его количество снижалось в 2,2 раза по сравнению с предыдущим сроком исследования. Несколько повышался уровень КЛ и ФК в печени по сравнению с контролем. На фоне понижения относительного содержания ФХ наблюдалось резкое повышение уровня ЛФХ. На 50-й день опыта содержание ЛФХ увеличилось по сравнению с контролем в 4,3 раза, на 70-й день в 5,2 раза. Таким образом, при введении гелиотрина в организме экспериментальных крыс происходят существенные сдвиги в составе индивидуальных и общих фосфолипидов печени, ведущие к нарушению структуры и функции мембран гепатоцитов. Об этом свидетельствуют изменения в активности органоспецифических ферментов (ЛДГ и Ф-1-ФА).

Немаловажные данные получены в органах иммунной системы при интоксикации гелиотрином. Было обнаружено, что значительные изменения в фосфолипидном составе органов иммунитета наблюдаются на 70-й день исследования. В тканях тимуса и селезенки происходили изменения в количественном содержании индивидуальных фосфолипидов аналогичные тканям печени. В селезенке (рис 2.) происходит увеличение содержания СФМ в 3 раза, ЛФХ в 2,5 раза на 50-й день. Содержание фракций ФХ, ФИ и общих ФЛ прогрессивно снижалось, что наиболее было выражено во фракции ФИ.

В ткани тимуса (рис 3.) содержание СФМ на 50-й день исследования снижается в 1,2 раза, а в последующий срок (70-й день) наблюдается увеличение их содержания в 3,7 раза, а ЛФХ — в 1,5; 4,0 раза соответственно, сравнительно с контрольными исследованиями. В содержании остальных фракций наблюдались такие же различия (от 2,5 до 4 раз сравнительно с контрольными исследованиями). Следует отметить, что прослеживаемый характер отклонений, как в печени, так и в органах иммунной системы (тимус, селезенка) в составе индивидуальных фосфолипидов имеет стереотипную направленность.

Рис. 3. Изменение относительного содержания фосфолипидов в тимусе крыс в динамике отравления гелиотрином

Из полученных результатов видно, что при интоксикации гелиотрином в патологический процесс вовлекается кроме печени, также и органы иммунной системы. Привлекает внимание, что направленность изменений в содержании индивидуальных и общих фосфолипидов во всех изученных органах носят разный характер в зависимости от выполняемой функции и фракции ФЛ.

Таким образом, ФЛ состав каждого органа имеет свои особенности и характерные черты на воздействие гепатотропных ксенобиотиков, каждая фракция отвечает определенным сдвигом либо в сторону уменьшения, либо в сторону увеличения. Однако, содержание ЛФХ и ФК во всех исследуемых органах повышалось. Накопление ФК свидетельствует, во-первых, о нарушении, во-вторых об усилении распада ФЛ, и активации фосфолипаз С и Д.

Накопление ЛФХ подтверждает факт усиления липопероксидации во всех органах и активирование фосфолипазы А₂. Снижение содержания СФМ в отдаленные сроки исследования, видимо, свидетельствует об угнетении ее синтеза. Имеются предположения, что СФМ участвует в рецепции, а также влияет на активность ферментов транскрипции [2, 3].

Фракции ФЭ и ФХ является первоочередными субстратами ПОЛ. Уменьшение содержания ФХ, расположенного на внешней поверхности мембран, и ФЭ, расположенного на внутренней поверхности мембран, свидетельствует, что в патологический процесс вовлекается вся мембрана исследуемых органов. Нарушается превращение ФС декарбоксилированием в ФЭ и ФХ реакцией метилирования. Нарушение анаболических процессов, происходящих с молекулами ФС (синтез ФХ, ФЭ) могут являться причиной его накопления и уменьшения ФЭ и ФХ в мембранах исследуемых органов.

Интоксикация гепатотропными ксенобиотиками также приводит к нарушению в цепи биологического окисления, окислительного фосфорилирования, синтеза АТФ, фосфорилирования холина с участием АТФ. Отсутствие АТФ приводит к нарушению взаимодействия ЦТФ с фосфохолином, а также к нарушению синтеза ФХ. Различные фракции ФЛ являются регуляторами определенных ферментативных реакции, поэтому изменения в их составе и количестве приводят к ингибированию ферментов ЦТК, биологического окисления, энергетического обмена и цитохрома Р–450, который имеет важное значение в метаболизме ксенобиотиков. Выявленные изменения в составе кислых ФЛ приводят к нарушению свойств Na⁺, K⁺, Мg²⁺, АТФ — азы и аденилатциклазы [1].

Все это приводит к нарушению метаболитических процессов в организме. Таким образом, гепатотропные ксенобиотики первостепенно проявляют свое действие на печень, затем на органы иммунной системы. Их мембранотропное действие выражается изменением количественного состава ФЛ, от которого зависит функциональная активность мембраны, клетки, органа и организма в целом. Фракции ФЛ жизненно важны для функционирования клеток, мембраносвязанных ферментов и они используются клеткой для выяснения зависимости структуры — функции.

Литература:

1. Dawson G. Glycolipid catabolism. In: The Glycoconjugates. Vol. 11. (Ed. Horowitz M. I., Pigman W.). — 1978, Acad. Press. New York. — 281 p.
2. Ибрагимов У. К. Молекулярные механизмы повреждения биомембран при экспериментальном сальмонеллезе и биохимическое обоснование применения антиоксидантов. //Автореф. дисс. … докт.мед.наук. — Москва. — 1991. — С.37.
3. Кучеренко Н. Е., Блюм Я. Б. Роль мембранных фосфоинозатов в опосредовании гормональных эффектов //Ж.Укр. биохим. журн.- 1986. — Т. 58. — № 1. — С.86–101.
4. Gargalovic P. Dory L. Caveolins and macrophage lipid metabolism. // J Lipid Res. 2003; 44: 11–21.
5. Hatch G. M. Cell biology of cardiac mitochondrial phospholipids. //Biochem Cell Biol. 2004; 82: 99–112.
6. Саатов Т. С., Ибрагимов У. К., Хайбуллина З. Р. и др. Механизмы перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты. Ташкент, 2006.