Біологічні ефекти 15-краун-5 при дії на активність системи мікросомального окиснення та вільнорадикальні процеси у підгострому експерименті

Abstract

В статті представлені результати біологічної дії 15-краун-5 на систему мікросомального окиснення та вільнорадикальні процеси. Експеримент проводили на білих щурах-самцях лінії Вістар трьохмісячного віку. 15-краун-5 вводили тваринам щоденно у вигляді водного розчину через зонд у шлунок протягом одного місяця у 1/100 LD50 та 1/1000 LD50, що становило 13,5 та 1,35 мкг/кг Контрольні тварини отримували водопровідну воду. Досліджуваний 15-краун-5 активував процеси мікросомального окиснення за рахунок підвищення швидкості споживання кисню, окиснення НАДФН2, індукованого біосинтезу цитохрому Р-450. Продукти біо- трансформації краун-етеру дозозалежно підсилювали процеси вільнорадикального окиснення, що проявлялося в активації перекисного окиснення ліпідів (накопичення дієнових кон’югатів та малонового діальдегіду), підвищенні рівня біохемілюмінесценції; В статье представлены результаты биологического действия 15-краун-5 на систему микросомального окисления и свободнорадикальные процессы. Эксперимент проводили на белых крысах-самцах линии Вистар трехмесячного возраста. 15-краун-5 вводили животным ежедневно в виде водного раствора через зонд в желудок на протяжении одного месяца в 1/100 LD50 та 1/1000 LD50, что составляло 13,5 та 1,35 мкг/кг Контрольные животные получали водопроводную воду. Исследуемый 15-краун-5 активировал процессы ми- кросомального окисления за счет повышения скорости потребления кислорода, окисления НАДФН2, индуцированного биосинтеза цитохрома Р-450. Продукты биотрансформации краун-эфира дозозависимо усиливали процессы свободнорадикального окисления, что проявлялось в активации перекисного окисления липидов (накопления диеновых конъюгатов и малонового диальдегида), повышении уровня биохемилюминисценции; Crown-ethers structure is represented by macroheterocyclic systems with 9-60 atoms in the cycle. One third of the atoms are etherized oxygens which are separated by ethane groups. The most important property of macrocyclic polyethers is their capacity of forming stable complexes with salts of alkaline and other metals including the metal cation to their molecular niche. Objective. Investigation of 15-crown-5 influence upon microsomal oxidation system activity and free-radical processes in the rat organism at conditions of sub-acute experiments. Object and methods. The experiments were performed using Vistar line white rats (three month of age). The experimental animals were administered with 15-crown-5 (water solution) within one month (daily) per orally in 1/100 and 1/1000 LD50 (13.5 and 1.35 mkg/kg). The control group of animals was given water. The state of microsomal oxidation was evaluated by respiratory and enzymes activity and cytochromes P450 and b5 contents. The contents of dienic conjugates and malonic dialdehyde as well as the measurement of tissue biochemiluminiscention levels signified the development of free-radical oxidation and lipid peroxidation. Investigation results and their discussion. 15-crown-5 1/100 та 1/1000 LD50 action resulted in the elevation of NADPH2 oxidation velocity and cytochrome P450 contents on 15th and 30th experimental days (by 100-110 % on average). The investigated crown-ether did not influence cytochrome b5 contents, which allows suggesting the latter not to be the limiting link in crown-ethers biotransformation by monooxigenase system. The obtained results correlated with the increase in demethylase activity of microsomes. The investigated crown-ether also significantly induced NADPH- and NADH-cytochrome c-reductase activity, and, thus, influenced two electron-transport microsomal chains of experimental animals organism. 15-crown-5 1/100 and 1/1000 LD50 action resulted in the augmentation of lipid peroxidation pronouncedly increasing dienic conjugates and malonic dialdehyde contents in blood serum of experimental animals. The measurement of spontaneous biochemiluminiscence (BCL) displayed the crown-ether to increase this index in blood serum (by 76%) and brain (by 31%) compared with the control magnitudes. The xenobiotics did not alter the in the liver of experimental animals though. Fe2+-induced BCL of blood serum got elevated by 250%, and of brain and liver - by 65 and 100% respectively in the action of 15-crown-5. The experimental results demonstrate enhancing the processes of microsomal oxidation in the animals liver, and taking into consideration the dynamics of the indexes alterations, one could draw a conclusion about the induction of monooxigenase system enzymes synthesis by 15-crown-5. The stimulation of liver microsomal faction cytochrome reductase activity leads to straining the xenobiotics biotransformation system. Activation of hepatocyte monooxigenase system is accompanied, as a rule, by generation of superoxide radicals and enhancing lipid peroxidation. Formation of substances with paired double bonds (dienic conjugates) facilitates appearance of hydrophilic clusters in the continuous hydrophobic lipid bilayer, in which water and iron ions may penetrate. The former could stimulate the membrane destabilization; the latter might induce the reaction of branching the fatty acid residues chains, and stimulate lipid peroxidation further on. Malonic dialdehyde may be considered as a molecule of distant action, which, due to its stability, penetrates almost all of cellular structures, bringing up their following destruction. Conclusions 1. 15-crown-5 activates microsomal oxidation processes by increasing oxygen consumption velocity, NADPH2 oxidation, and cytochrome P450 inductive synthesis. 2. The crown-ether biotransformation products dose-dependently enhance processes of free radical oxidation, which was revealed as lipid peroxidation activation (malonic dialdehyde and dienic conjugates accumulation), and biochemiluminescence induction.