Для повышения резистентности организма и профилактики нарушений, вызванных действием токсикантов в ряде случаев более перспективным представляется использования собственных защитных сил организма [1]. Одними из перспективными биологическими соединениями, содержащихся в нормальных условиях во многих тканях организма, является индоламины, такие как серотонин (5- гидрокситриптамина, 5-НТ), L-5-гидрокситриптофан (5-НТР) и L-триптофан(ТР). Показано, что такие биологические активные индоламины, как5-метокситриптамин и его предшественник 5-НТ, среди прочих обладают антиоксидантным, антипероксидантным и антицитотоксическим действием оказывают противовоспалительный эффект, проявляют иммуномодулирующее и гемопоэз-стимулирующее влияние [2]. Серотонин – гидрокситриптамин из найболее распространенных в животном и растительном мире аминов и обладая высокой биологической активностью, обычно содержится в незначительном количестве в ткани. Серотонин обладает чрезвычайно широким диапазоном действия: участвует в регуляции функций нервной, сердечно – сосудистой, эндокринной, мочевыделительной систем, а также органов дыхания, желудочно-кишечного тракта, печени, селезенки [2, 3, 4]. Доказана медиаторная роль серотонина в центральной и периферической нервной системах. Будучи одновременно фенолом и алифатическим амином, серотонин обладает амфотерными свойствами.
Изучение особенности распределения серотонина в головном мозге человека и животных показало, что содержание его в различных структурах неравномерно. Наиболее богаты им гипоталамическая область и средний мозг. Наименьшее его количество найдено в коре головного мозга и мозжечке. В некоторых участках коры больших полушарий связанные с так называемой лимбической системой серотонин содержится в таких же высоких концентрациях как и в гипоталамусе. В очень незначительном количестве обнаружен в блуждающем, седалищном и бедренном нервах. Находят его в сером веществе, в белом нет. Богат им особый нейроглиозный отдел в стенке четвертого желудочка. Наиболее богатым источником серотонина в мозге человека и обезьян является – эпифиз до 20 мкг/г, содержание серотонина в мозге и в других тканях организма значительно изменяется в течении суток, температуры, возраст [5, 6]. Значительное количество серотонина отмечается в карциноидных опухолях кишечнике и других органов, в результате чего повышается уровень его в крови больных, а также при язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки [7]. Наряду с серотонином важную роль в животном организме играют триптамин и некоторые ацетиллированные и метилированные производные обоих соединений. У большинства биогенных аминов алкиламиновый радикал содержит два углеродных атома, однако у синтетического аналога серотонина – 3-аминометилиндола только один. Значительное структурное сходство молекулы серотонина с молекулами гистамина, фенамина и тирамина [8]. Механизмы влияния этих биологически активных аминов на клеточном уровне при действии неблагоприятных экологических факторов недостаточно изучено. И полученные данные послужат основой для перспективного направления поиска путей коррекции развивающихся в организме сдвигов и повышения резистентности организма за счет активации эндогенных механизмов подавления свободнорадикальных процессов в тканях.
Материалы и методы исследования
В экспериментах использовались 32 белых лабораторных крысах обоего пола массой 250-300 г. В опытах животные были разбиты на 4 группы. 1 и 2 группы контрольные, причем крысам 2-ой группы внутрибрюшинно вводили физиологический раствор из расчета 0,1 мл/100 г массы тела. Животным 2 и 4 групп внутрибрюшинно вводили по 1 мг/100 г массы тела серотонин гидрокситриптамин 5-НТ и L-5-гидрокситриптофан 5-НТР соответственно, из расчета 0,1 мл/100 г в течение 2-х недель.
Для предотвращения свертывания крови и лимфы в качестве антикоагулянта вводили гепарин (500 ЕД/кг внутривенно). В пробах крови определяли концентрацию гемоглабина,количество эритроцитов и лейкоцитов. В плазме крови определяли концентрацию общего белка,количество лейкоцитов и общего белка. После взятия крови сосудистую систему животных промывали охлажденным до 6*С физиологическим раствором и брали брыжеечные лимфатические узлы(ЛУ), кусочки печени и стенки тонкой кишки(СТК), которые гомогенизировали на холоду с помощью гомогенизатора типа Polytron и получали постмитохондриальную фракцию микросом, центрифугируя пробирки при 4*С в течение 1 часа при 10000 g. Кровь центрифугировали 10 минут при 1000 g. Плазму и клетки белой крови удаляли, а эритроциты дважды промывали средой инкубации, содержащей 150 мМ NaCl, мМ 5Na2HPO4.
Уровень общей протеолитической активности (ОПА) кишечной лимфы, плазмы крови, эритроцитов, а также постмитохондриальной фракции гомогенатов (микросом) ЛУ, печени, СТК определяли с использованием разработанной нами методики с использованием для осаждения белков этилового спирта [Кольбай 2000]. Калибровочную кривую строили с использованием аминокислоты глицина и полученные данные выражали в мкг Глицина(Гли) на 1 мл эритроцитов (или на 1 мг белка в супернатанта) на 1 час инкубации. Контроль- протеолитическая активность проб без инкубации.
В экспериментах использовали серотонин-креатинин сернокислый, L-триптофан (Реахим) и L-5-гидрокситриптофан (Caldiochem)
Результаты исследования и их обсуждение
В соответствии с задачами исследования первоначально были проведены 1-я и 2-я контрольные серии экспериментов на крысах. Результаты полученные в контрольных сериях экспериментов: содержание эритроцитов (7.4 ± 0.3)*1012/л, концентрация гемоглобина 150.00 ± 7.54 г/л, количество лейкоцитов в крови (6.40 ± 0.68)*109, количество лейкоцитов в лимфе (5.21 ± 0.62)* *10 9/л, содержание общего белка в плазме крови 68.71 ± 4.58 г/л. А полученные результаты в контрольных сериях экспериментов по уровню общей протеолитической активности (ОПА) различных тканей у крыс приведены ниже: плазма крови 47.25 ± 3.25 мкгГли/мл*час, эритроциты 114.13 ± 6.54 мкгГли/мл*час, микросомы брыжеечных лимфоузлов 25.34 + 1.01 мкгГли/мл*час, микросомы печени 28.58 + 1.75 мкгГли/мл*час, микросомы стенки кишки 178.88 + 12.45 мкгГли/мл*час.
С учетом полученных в контроле данных, в 3-й и 4-й сериях опытов изучали изолированное действие индоламинов – серотонина гидрокситриптамина (5-НТ) и L-5-гидрокситриптофана (5-НТР). В проведенных исследованиях было зарегистрировано повышение по сравнению с контролем количества эритроцитов в крови на 28.3 % (р < 0.01) и 9.4 % у крыс которым вводили соответственно (5-НТ) и (5-НТР). Одновременно было выявлено повышение концентрации гемоглобина в крови на 19.0 % (р < 0.05) и 10.7 %. Двухнедельное внутрибрюшинное введение использованных нами индоламинов сопровождалось снижением содержания лейкоцитов в крови и кишечной лимфе у крыс по сравнению с контрольными величинами.
Так количество лейкоцитов в крови под влиянием 5-НТ и 5-НТР уменьшилось на 15.6 % и 23.4 %, соответственно, а в лимфе на 17.7 % и 7.9 %. Введение в организм крыс в течение 2-х недель индоламинов сопровождалось снижением содержание общего белка на 16.2 % и 11.8 % концентраций общего белка в плазме крови. Двухнедельное внутрибрюшинное введение животным индоламинов сопровождалось повышением уровня ОПА почти всех исследованных тканей кроме эритроцитов. Результаты экспериментов показывают, что 5-НТР вызывал большее повышение уровня ОПА лимфы на35.8 % (р < 0.001), чем 5-НТ на 13.0 % (р < 0.05) Несколько иная картина отмечена для изменений уровня ОПА плазмы крови: более выраженное повышение этого показателя на 100.6 % (р < 0.001) отмечено при действии 5-НТ по сравнению с 5-НТР (увеличение на 89,8 %,(р < 0.001)). А уровень ОПА лимфоузлов 5-НТ и 5-НТР повышали на 188.5 % (р < 0.001) и 116.77 % (р < 0.001), соответственно, по сравнению с контролем. Также значительное по величине увеличение уровня ОПА под влиянием 5-НТ и 5-НТР зарегистрировано в печени на 123.2 % и 141.8 %, соответственно, в обоих случаях (р < 0.001). При этом в СТК отмечено меньшее и недостоверное повышение уровня ОПА под влиянием двухнедельного внутрибрюшинного введения 5-НТ и 5-НТР: соответственно на 19.2 % и 18.4 %. В то же время, использованные нами индоламины вызывали снижение уровня ОПА эритроцитов по сравнению с контролем, причем введение 5-НТ сопровождалось более выраженным падением этого показателя на 33.1 %, (р < 0.01), чем 5-НТР на 4,5 %.
Под влиянием 5-НТ максимальное повышение ОПА активности отмечается в брыжеечных лимфатических узлах, меньшее в печени, плазме крови и стенке кишки, а при действии 5-НТР в печени, лимфоузлах, плазме крови, стенке тонкой кишки.
Таким образом, представленные данные свидетельствует, что индоламины серотонина гидрокситриптамина и L-5-гидрокситриптофана сопровождается выраженными сдвигами клеточного и белкового состава крови и лимфы, а также повышают уровень ОПА плазмы крови, лимфы, микросом лимфоузлов, печени и стенки кишки, но снижают активность протеаз эритроцитов.
Сравнительный анализ полученных данных позволяет заключить, что оба исследованных индоламина проявляют свое протекторное действие во всех исследованных тканях, кроме эритроцитов. При этом 5-НТ проявляет максимальный защитный эффект против токсического действия токсикантов в печени, в то время как в остальных исследованных тканях(кишечной лимфе, плазме крови, брвжеечных ЛУ и СТК в большой степени протекторные свойства показал 5-НТР.