Scientific journal
International Journal of Applied and fundamental research
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,564

INFLUENCE OF ANTIOXIDANTS ON THE STATE OF BRAIN CELLS MEMBRANE UNDER STRESS

Musaev A.T. 2 Kisebayev Zh.S. 1 Alishev O.K. 2 Kapsanova G.B. 1 Zhanen Z.M. 2 Abdikadirova A.S. 2 Karmakbayev S.B. 2 Mamadaliyeva A.I. 2 Orynkhanova M.O. 2 Shaymerdenova S.B. 2
1 Kazakh Academy of Sports and Tourism
2 Kazakh National Medical University named after S.D. Asfendiyarov
1095 KB
Currently, the use of various kinds of pesticides is practiced on a large scale, therefore becomes particularly relevant search tools that enhance the body’s resistance to harmful environmental effects. This special interest antioxidants, many of which possess adaptogenic, immunostimulating and anti-tumor properties that increase the overall resistance of the organism to extreme influences. Studies have shown that 2 week overheating rats conducted in patients receiving antioxidant cedar oil, leads to suppression of prooxidant system of the brain membranes, resulting in smaller, compared with the control, the accumulation in the brain tissues of intermediate and final products of lipid peroxidation. At the same time it revealed no difference in changing the studied parameters between the left and right hemispheres of the brain in rats.
antioxidant
cell membrane
brain
stress
hyperthermia

Актуальность. Среди множества экстремальных факторов, действующих на организм, можно выделить группу веществ, получивших название стойкие органические загрязнители, включающую пестициды, диоксины, полихлорбифенилы и другие [1]. Будучи биологически активными веществами, пестициды, несмотря на использование их в допустимых концентрациях, могут в определенных условиях оказывать на организм человека и животных выраженный токсический эффект. Таковыми условиями могут быть: высокая температура воздуха, повышенная влажность, одновременное воздействие солей тяжелых металлов, электромагнитных полей, радиации, шума и т.д. Во всех случаях пестициды, попадая в организм, вызывают развитие оксидативного стресса, что в конечном итоге может привести к развитию различных патологий [2,3].

Применение пестицида «Ураган-форте» в теплицах и парниках часто сопровождается повышенной температурой и влажностью окружающей среды, что является одной из причин развития оксидативного стресса и приводит к реактивным изменениям во многих органах и системах организма [4,5].

В настоящее время применение различного рода пестицидов практикуется в широких масштабах, поэтому особую актуальность приобретает поиск средств, повышающих устойчивость организма к вредным воздействиям внешней среды [6,7]. При этом особый интерес представляют антиоксиданты, многие из которых обладают адаптогенными, иммуностимулирующими и противоопухолевыми свойствами, повышающими общую устойчивость организма к экстремальным воздействиям [8,9]. К таким веществам относится и биологически активный препарат с антиоксидантными свойствами «Кедровое масло» (КМ), которое особенно богато полиненасыщенными кислотами (олеиновой, линолевой, линоленовой), аминокислотами, биологически активными веществами: ретинолом (витамин А), токоферолом (витамин Е), тиамином (витамин В1), белками, микроэлементами (магний, марганец, железо, медь, йод). Благодаря своим свойствам, кедровое масло изменяет степень выраженности, скорости и продолжительности различных реакций, повышает обработку условных рефлексов, обладает благоприятным воздействием на вегетативную и центральную нервную систему человека [10].

Цель исследования. Изучить влияние кедрового масла на состояние клеточных мембран головного мозга при воздействии пестицида «Ураган-форте» и гипертермии.

Материалы и методы исследования

Эксперименты проведены на 180 взрослых беспородных белых крысах обоего пола массой 200–300 г. Крыс разделили на 3 группы, условно обозначенных как «сильный», «промежуточный» и «слабый» типы ВНД (вегетативная нервная деятельность). Затем животных подвергали указанным выше воздействиям УФ, гипертермии и КМ. О состоянии прооксидантной системы клеточных мембран судили по содержанию промежуточных (диеновые коньюгаты, ДК) и конечных (малоновый диальдегид, МДА, или ТБК-активные) продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в супернатантахгомогенатов головного мозга. Полученные величины выражали в нмоль/мг белка.

Результаты исследования и их обсуждение

В проведенных исследованиях было показано, что при интоксикации пестицидом, проводимой на фоне приема антиоксиданта «кедровое масло», также происходило повышение уровня липопероксидации в тканях головного мозга крыс. При этом содержание диеновых коньюгатов в супернатантегомогената левой половины головного мозга у крыс «сильного», «промежуточного» и «слабого» типов ВНД повышалось, по сравнению с контролем, на 5,8 %, 5,5 % и 4,7 %, однако это увеличение было недостоверным, что видно на рисунке 1. Концентрация диеновых коньюгатов в супернатантахгомогенатов правого полушария головного мозга под влиянием длительного поступления в организм крыс пестицида на фоне кедрового масла, также повышалась недостоверно – на 5,8 %, 8,3 % и 9,4 %, что показано на рис. 1.

Концентрация конечного продукта липопероксидации – малоновогодиальдегида в супернатантегомогената левой половины головного мозга у крыс «сильного», «промежуточного» и «слабого» типов ВНД при действии кедрового масла на фоне «Урагана-форте» повышалось, по сравнению с контролем, на 7,4 %, 9,0 % и 8,6 %, что показано на рис. 2. Концентрация ТБК-активных продуктов в супернатантахгомогенатов правого полушария головного мозга под влиянием длительного поступления в организм крыс КМ и пестицида, также повышалась недостоверно на 5,0 %, 9,4 % и 9,5 %, что видно из рис. 2.

Накопление промежуточных и конечных продуктов липопероксидации в случае сочетанного применения КМ и УФ было примерно равным в обоих полушариях головного мозга.

musa1.tiff

Рис. 1. Изменение содержания ДК в супернатантахгомогенатов головного мозга (нмоль/мг белка) у крыс «сильного» (1), «промежуточного» (2) и «слабого» (3) типов ВНД после интоксикации пестицидом УФ на фоне приема кедрового масла (КМ): ЛП – левое полушарие; ПП – правое полушарие

musa2.tiff

Рис. 2. Изменение содержания ТБК-активных продуктов в супернатантахгомогенатов головного мозга (нмоль/мг белка) у крыс «сильного» (1), «промежуточного» (2) и «слабого» (3) типов ВНД после интоксикации пестицидом УФ на фоне приема кедрового масла (КМ): ЛП – левое полушарие; ПП – правое полушарие

Анализ полученных данных показал, что 2-недельная затравка крыс гербицидом Ураган-форте» на фоне приема антиоксиданта КМ приводит к активизации прооксидантной системы мембран головного мозга, однако это повышение значительно меньшее, чем при действии только пестицида. Так, как показано на рис. 3, в условиях применения кедрового масла на фоне интоксикации накопление диеновых коньюгатов в левом полушарии у крыс «сильного», «промежуточного» и «слабого» типов ВНД было меньше такового при изолированном действии УФ, соответственно на 11,7 % (р<0,05), 9,0 % и 14,1 % (р<0,05), а в правом – на 14,7 %, 13,9 % и 15,7 % (во всех случаях р<0,05).

Сходным образом менялось и накопление конечного продукта перекисного окисления липидов – малоновогодиальдегида, о чем можно заключить по данным, представленным на рис. 4.

Так, в условиях применения кедрового масла на фоне интоксикации накопление МДА в левом полушарии у крыс «сильного», «промежуточного» и «слабого» типов ВНД было меньше такового при изолированном действии УФ, соответственно на 13,1 %, 15,3 % и 14,0 % (во всех случаях р<0,05), а в правом – на 15,1 %, 10,1 % (в обоих случаях р<0,05) и 8,2 %, что отражено на рис. 4.

musa3.tiff

Рис. 3. Динамика накопления ДК в супернатантахгомогенатов головного мозга у крыс «сильного» (1), «промежуточного» (2) и «слабого» (3) типов ВНД при изолированном и сочетанном действии УФ и КМ (контроль – 100 %): ЛП – левое полушарие; ПП – правое полушарие

musa4.tiff

Рис. 4. Динамика накопления МДА в супернатантахгомогенатов головного мозга у крыс «сильного» (1), «промежуточного» (2) и «слабого» (3) типов ВНД при изолированном и сочетанном действии УФ и КМ (контроль – 100 %): ЛП – левое полушарие; ПП – правое полушарие

При воздействии на крыс гипертермии, производимой в сочетании с приемом антиоксиданта КМ, было выявлено снижение уровня липопероксидации в тканях головного мозга. Так, содержание промежуточных продуктов – диеновых коньюгатов в супернатантегомогената левой половины головного мозга у крыс «сильного», «промежуточного» и «слабого» типов ВНД уменьшалось, по сравнению с контролем, на 3,9 %, 5,5 % и 6,3 %, что показано на рис. 5. Концентрация диеновых коньюгатов в супернатантахгомогенатов правого полушария головного мозга крыс «сильного» и «промежуточного» типов под влиянием поступления в организм КМ на фоне перегревания организма снижалась на 5,0 %, 5,6 %, а у животных «слабого» типа и не менялась, что видно из рис. 5.

Концентрация конечного продукта липопероксидации – малоновогодиальдегида в супернатантегомогената левого полушария головного мозга у крыс «сильного», «промежуточного» и «слабого» типов ВНД при действии гипертермии на фоне приема КМснижалось, по сравнению с контролем, на 3,9 %, 2,3 % и 2,2 %, что показано на рисунке 6. Концентрация ТБК-активных продуктов в супернатантахгомогенатов правого полушария головного мозга под влиянием длительного перегревания организма крыс, сочетаемого с приемом КМ, уменьшалась на 3,5 %, 3,4 % и 3,8 %, что видно из рис. 6.

musa5.tiff

Рис. 5. Изменение содержания ДК в супернатантахгомогенатов головного мозга (нмоль/мг белка) у крыс «сильного» (1), «промежуточного» (2) и «слабого» (3) типов ВНД после действия гипертермии (ГТ) на фоне приема кедрового масла (КМ): ЛП – левое полушарие; ПП – правое полушарие

musa6.tiff

Рис. 6. Изменение содержания МДА в супернатантахгомогенатов головного мозга (нмоль/мг белка) у крыс «сильного» (1), «промежуточного» (2) и «слабого» (3) типов ВНД после действия гипертермии (ГТ) на фоне приема кедрового масла (КМ): ЛП – левое полушарие; ПП – правое полушарие

Проведенное нами сопоставление данных, полученных при 2-недельном действии гипертермии на крыс без приема антиоксиданта КМ и с его применением, показало, что антиоксидант не только нивелирует эффект гипертермии, но и приводит к подавлению прооксидантной системы мембран головного мозга в условиях перегревания. Как показано на рис. 7, в условиях применения кедрового масла на фоне гипертермии накопление диеновых коньюгатов в левом полушарии у крыс «сильного», «промежуточного» и «слабого» типов ВНД было меньше такового при изолированном действии гипертермии, соответственно на 7,8 %, 10,9 % (р<0,05) и 12,5 % (р<0,05), а в правом – на 11,8 %, 13,9 % (в обоих случаях р<0,05) и 9,4 %, что отражено на рис. 7.

musa7.tiff

Рис. 7. Динамика накопления ДК в супернатантахгомогенатов головного мозга у крыс «сильного» (1), «промежуточного» (2) и «слабого» (3) типов ВНД при изолированном и сочетанном действии гипертермии и КМ (контроль – 100 %): ЛП – левое полушарие; ПП – правое полушарие

Выводы

Таким образом, проведенные исследования показывают, что 2-недельное перегревание крыс, проводимое на фоне приема антиоксиданта КМ, приводит к подавлению прооксидантной системы мембран головного мозга, результатом чего является меньшее, по сравнению с контролем, накопление в тканях мозга промежуточных и конечных продуктов липопероксидации. При этом выявлено отсутствие различий в изменении исследуемых параметров между левым и правым полушариями головного мозга крыс.

В проведенных исследованиях показано, что в условиях применения кедрового масла на фоне перегревания крыс накопление конечного продукта перекисного окисления липидов – малоновогодиальдегида в левом полушарии у крыс «сильного», «промежуточного» и «слабого» типов ВНД было меньше такового при изолированном действии УФ, соответственно на 6,3 %, 9,6 % и 9,7 %, а в правом – на 11,6 % (р<0,05), 9,4 % и 10,1 %.