Роль растительных экстрактов в повышении резистентности клеточных мембран при ртутной интоксикации

М.К. Мурзахметова, Р.С. Утегалиева, А.Т. Маматаева,

В.К. Турмухамбетова

Институт физиологии человека и животных ЦБИ МОН РК, г. Алматы, Республика Казахстан

Неблагоприятное влияние различных антропогенных факторов на экологическое состояние планеты растет из года в год. В настоящее время в окружении человека насчитываются тысячи химических соединений, большинство из которых обладает той или иной степенью токсичности. Ртуть является одним из наиболее известных токсикантов, оказывающих ряд неблагоприятных эффектов на здоровье человека и животных [1, 2]. Попадая в организм ртуть поражает различные системы и органы, а также накапливается в различных тканях. Для снижения повреждающего действия токсиканта и повышения резистентности организма перспективным представляется использование биологически активных соединений, выделенных из растительного сырья. В связи с этим в настоящей работе исследовано влияние растительных препаратов на резистентность клеточных мембран при ртутной интоксикации.

Материалы и методы. Эксперименты были проведены на белых лабораторных крысах-самцах. Животным вводили перорально в течение 2-х недель хлорид ртути из расчета 0,2 мг/100 г массы тела в сочетании с растительным препаратом (экстракт кермека Гмелина вводили per os из расче­та 100 мг на 1 кг массы животных). Осмотическую резистентность эритроцитов (ОРЭ) определяли, инкубируя в течение 20 мин при 37С в гипотонических растворах хлористого натрия (0,35-0,5 г/100мл). Интенсивность перекисного гемолиза эритроцитов (ПГЭ) с использованием 1М раствора Н₂О₂ определяли по методу [3]. Накопление продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в микросомах мозга, сердца, печени и почек определяли по методу Ohkawa e.a. [4]. ПОЛ в мембранах индуцировали в течение 60 мин системой Fe²⁺(0.02 мМ) + аскорбат (0.5 мМ). Расчет содержания продуктов (малоновый диальдегид, МДА), реагирующих с ТБК, проводили с учетом коэффициента молярной экстинкции МДА, равного 1,5610⁵ М^-1см. Полученные результаты статистически обрабатывали с использованием программы Microsoft Excel. С учетом критерия Фишера-Стьюдента зарегистрированные изменения показателей считали достоверными при р0.05.

Результаты исследования. На рисунке 1 приведены результаты исследований влияния экстракта кермека Гмелина, хлорида ртути и сочетанного действия растительного экстракта с хлоридом ртути в течение двух недель на организм крыс. Из рисунка видно, что введение в диету крыс растительного экстракта приводит к снижению содержания ТБК-активных продуктов в микросомах всех исследованных органов. Действие хлорида ртути вызывает увеличение содержания перекисных продуктов в микросомах мозга, печени и почек, тогда как в сердечной ткани существенных изменений не наблюдается. При сочетанном действии ртути с экстрактом кермека содержание ТБК-активных продуктов в микросомах снижается по сравнению с изолированным действием токсиканта. Необходимо отметить, что содержание продуктов ПОЛ в микросомах мозга и почек остается выше, а в микросомах печени и сердца - ниже контрольных значений.

Рис. 1. Влияние хронической интоксикации крыс хлоридом ртути в сочетании с экстрактом кермека на накопление малонового диальдегида в микросомах внутренних органов крыс

Таким образом, результаты наших экспериментов показали, что ионы ртути оказывают повреждающее действие на мембраны всех исследованных органов, а введение в диету растительного препарата снижает повреждающий эффект токсиканта.

В экспериментах по определению изолированного и сочетанного влияния растительного препарата и ртути на мембраны эритроцитов крыс о резистентности эритроцитов судили по степени осмотического и перекисного гемолиза. Как видно из рисунка 2, под воздействием токсиканта происходит увеличение степени гемолиза во всех использованных концентрациях NaCl. Введение в диету растительного препарата значительно повышает резистентность эритроцитов и снижает токсический эффект ртути. Наибольшие изменения в степени гемолиза наблюдаются в 0,35 г/100 мл NaCl. Уровень гемолиза эритроцитов крыс, получавших в течение двух недель перорально HgCl₂, составляет 86%, в контрольном препарате - 37%, при добавлении экстракта кермека в диету – 24%, при сочетанном действии HgCl₂ и растительного препарата – 59%. С увеличением концентрации NaCl (от 0,35 г/100мл до 0,5 г/100мл) интенсивность гемолиза снижается, хотя и различия в степени гемолиза эритроцитов контрольной и опытных групп сохраняется.

По оси абсцисс: концентрация NaCl, г/100мл;

по оси ординат: гемолиз, %.

Рис. 2. Изолированное и сочетанное влияние экстракта кермека Гмелина и хлорида ртути на осмотическую резистентность эритроцитов

В следующей серии экспериментов определяли перекисный гемолиз эритроцитов крыс, подвергнутых изолированному и сочетанному влиянию растительно препарата с хлоридом ртути (рисунок 3).

По оси абсцисс: концентрация Н₂О₂, мМ;

по оси ординат: гемолиз, %.

Рис. 3. Изолированное и в сочетании с экстрактом кермека Гмелина влияние хлорида ртути на перекисную резистентность эритроцитов

Следует отметить, что перекись водорода легко проникает через биологические мембраны внутрь клеток и может оказывать повреждающее действие на клеточную мембрану. Поэтому устойчивость эритроцитов к действию H₂O₂ зависит от состояния клеточных мембран. Из рисунка 3 видно, что с увеличением концентрации Н₂О₂ до 15 мМ повышается степень гемолиза эритроцитов животных контрольной и опытных групп. Введение перорально крысам растительного экстракта уменьшает перекисный гемолиз эритроцитов при всех исследованных концентрациях Н₂О₂. Действие ртути вызывает существенное повышение гемолиза по сравнению с гемолизом эритроцитов крыс контрольной группы, тогда как при сочетанном действии ртути и экстракта кермека наблюдается снижение прироста гемолиза эритроцитов при всех исследованных концентрациях перекиси водорода. Сравнение полученных данных осмотического и перекисного гемолиза эритроцитов позволяет заключить, что при действии хлорида ртути экстракт кермека Гмелина защищает мембрану эритроцитов от повреждающего действия ртути.

Таким образом, ртуть, действуя в течение 2 недель, повышает уровень перекисного окисления липидов микросом мозга, сердца, и печени, что, несомненно связано с увеличением концентрации свободных радикалов в клеточных мембранах. Введение в диету крыс экстракта кермека Гмелина приводит к снижению содержания ТБК-активных продуктов в микросомах исследованных органов. Снижение уровня продуктов ПОЛ указывает на то, что растительный экстракт обладает антиоксидантным свойством и может обеспечить защиту организма от высоких концентраций свободных радикалов, образующихся при действии неблагоприятных факторов среды. Следовательно, антигемолитическое действие растительного экстракта связано с антиоксидантным свойством этого соединения, что проявляется в стабилизации мембран и повышении резистентности эритроцитов.