Главная » 2014 » Июль » 16 » Скачать Система цитохрома Р-450 печени и резистентность организма к сенсибилизирующим воздействиям. Кржечковская, Валерия Владимировна бесплатно
5:31 PM
Скачать Система цитохрома Р-450 печени и резистентность организма к сенсибилизирующим воздействиям. Кржечковская, Валерия Владимировна бесплатно
Система цитохрома Р-450 печени и резистентность организма к сенсибилизирующим воздействиям
Диссертация
Автор: Кржечковская, Валерия Владимировна
Название: Система цитохрома Р-450 печени и резистентность организма к сенсибилизирующим воздействиям
Справка: Кржечковская, Валерия Владимировна. Система цитохрома Р-450 печени и резистентность организма к сенсибилизирующим воздействиям Москва, 2005 0 c. :
Объем: 0 стр.
Информация: Москва, 2005
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
11 Краткая характеристика системы цитохрома Р
12 Изменение состояния системы цитохрома Р-450 под влиянием индукторов различной химической структуры
13 Роль цитохрома Ь5 в регуляции активности изоформ цитохрома Р-450
14 Особенности изменения системы цитохрома Р-450 под влиянием индукторов у морских свинок
15 Изменение состояния системы цитохрома Р-450 при патологических состояниях и модуляция их проявлений факторами внешней среды
Глава 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
21 Сенсибилизация животных
22 Оценка чувствительности животных к введению среднесмертельной (ЛД50) дозе гистамина
23 Методы исследования системы цитохрома Р-450 печени
24 Изучение гормонального статуса
25 Газохроматографический анализ состава жирных кислот
26 Способ введения и дозы лекарственных средств и ксенобиотиков
27 Экспериментальные пищевые рационы и методика проведения экспериментов по влиянию алиментарных факторов
28 Статистическая обработка результатов проведенных экспериментов
Глава 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
31 Влияние индукторов цитохрома Р-450 различной химической природы на состояние системы цитохрома Р-450 печени, выраженность проявлений пищевой анафилаксии и чувствительность к гистамину
32 Изменение тяжесть проявлений пищевой анафилаксии, чувствительности к среднесмертельной дозе (ЛД50) гистамина, состояния системы цитохрома Р-450 печени и метаболизма 17-оксикортикостероидов в зависимости от исходного состояния системы цитохрома Р
33 Изменение тяжесть проявлений пищевой анафилаксии, чувствительности к среднесмертельной дозе (ЛД50) Гис-тамина, состояния системы цитохрома Р-450 печени и метаболизма 17-оксикортикостероидов под влиянием фенобарбитала и 3-метилхолантрена у животных с различным исходным состоянием монооксигеназной системы печени
34 Изменение тяжесть проявлений пищевой анафилаксии, чувствительности к среднесмертельной дозе (ЛД50) гис-тамина, состояния системы цитохрома Р-450 печени под влиянием синтетических соединений пептидной природы
35 Выраженность пищевой анафилаксии, состояние системы цитохрома Р-450 печени и метаболизм 17-оксикортикостероидов под влиянием рационов, содержавших белки коровьего молока, их гидролизат и ультрафильтрат
36 Влияние рационов, содержавших липидные композиции с различным соотношением полиненасыщенных жирных кислот семейств ш-6 и со-3, на состоняие системы цитохрома Р-450 печени и выраженность проявлений экспериментальной пищевой анафилаксии
37 Влияние рационов с различным углеводным составом на аллергическую реактивность, состояние системы цитохрома Р-450 печени и гормональный статус животных
Глава 4 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ВЫВОДЫ
Введение:
Актуальность проблемы. В конце 40-х годов прошлого века Abderhalden R. (1950) сформулировал положение о том, что аллергия является болезнью развитой цивилизации, которое получает подтверждение в настоящее время. Уже в 60-е годы аллергические болезни занимали первое место среди хронических патологических состояний [Залманов A.C., 1966]. В последние годы, увеличивается не только число аллергических заболеваний, но повышается и тяжесть их проявлений. Все чаще возникают поли- и даже паналлергии. У одного человека достаточно часто выявляется симптомы пищевой аллергии, сочетающиеся с поллинозами, атопической бронхиальной астмой, непереносимостью ацетилсалициловой кислоты, а также артритами различной этиологии [Eriksson N., 1976, Panush R., 1988].
В настоящее время доказано, что в поддержании гомеостаза организма принимают участие, как и иммунная система, так и ряд ферментных систем, метаболизирующих эндогенные соединения и ксенобиотики различной химической природы [Арчаков А.И. и др., 1988, Ковалев И.Е. и др., 1985, Nebert D., 1987]. Выделяют три линии ферментной защиты организма. Первой линией является система цитохрома Р-450 печени, второй - система ферментов, осуществляющих процесс коньюгации различных эндогенных и экзогенных соединений, а третья линия представлена лизосомальными ферментами, катализирующими гидролитическое расщепление биополимеров и эстерифицированных веществ [Тутельян В.А., 1984].
Описано более 500 различных изоформ цитохрома Р-450, локализованных в различных органах и тканях. Эти ферменты, традиционно делят на семейства и подсемейства. Например цитохром Р-450 1А, индуцируемый полиароматическими углеводородами, или цитохром Р-450 2В -фенобарбиталом. В 80-е годы прошлого века М.В. Изотовым был предложен метод определения двух групп цитохрома Р-450 с различной ориентациейактивных центров терминальной оксидазы в микросомальной мембране, который основан на избирательном восстановлении ионов железа гема фермента. В результате все многообразие изоформ было разделено на две группы - группа цитохромов Р-450В, активный центр которых ориентирован в водную среду, и группу цитохромов Р-450Л, молекула которых погружена в липидную фазу микросомальной мембраны. Отмечается, что под действием фенобарбитала повышается содержания группы цитохромов Р-450В, а под влиянием 3-метилхолантрена - цитохромов Р-450Л [коШу М., е.а., 1988].
Изоформы системы цитохрома Р-450 осуществляют биотрансформацию различных эндогенных субстратов и ксенобиотиков, в ряде случаев с образованием токсичных и канцерогенных метаболитов [МеЬег!, Б., 1987]. В результате метаболизма многих соединений, встречающихся в окружающей среде, особенно в крупных городах, в организме человека, могут синтезироваться радикалы кислорода с высокой активностью, которые служат пусковым механизмом развития многочисленных патологических состояний, в том числе и аллергических заболеваний. Среди причин столь значительного распространения аллергических заболеваний необходимо выделить следующие:- загрязнение внутренней среды организма человека ксенобиотиками, что приводит к снижению резистентности организма в целом, иммунологической реактивность, в частности [Арчаков А.И. и др., 1988, Лопаткин Н.А.и др., 1989,.Гогс1е 1988];- участие системы цитохрома Р-450 печени в обеспечении иммунохймического гомеостаза организма путем биотрансформации ксенобиотиков и эндогенных модуляторов иммунологической и аллергической реактивности - стероидных гормонов, простагландинов, лейкотриенов, полиненасыщенных жирных кислот, симпатомиметических аминов и т.д., а изменение активности ферментов вызывает нарушение баланса между соотношением биологически активных соединений [Сергеев П.В. и др., 1973, Ковалев И.Е. и др., 1985, Соппеу А., 1986, МиШаг Н., е.а., 1989].
Также необходимо подчеркнуть тот факт, что скорость реакций гидроксилирования у жителей разных регионов планеты неодинакова. Это связано с наличием двух метаболических фенотипов - с активными метаболическими реакциями (AMP) и с медленными метаболическими реакциями (ММР). Обнаружено, что фенотипы, обладающие ММР, с большей частотой встречаются в индустриально развитых странах, что рассматривается как приспособительная реакция вследствие возрастающего воздействия ксенобиотиков на организм человека. Показано, что вероятность возникновения пищевой аллергии зависит от преобладания метаболического фенотипа в данной популяции. Выявлена взаимосвязь между, частотой возникновения пищевой аллергии и "низкой скоростью реакций гидроксилирования" [Mbanefo С., е.а., 1980, Brostoff J., 1988].
Проблема загрязнения внутренней среды организма также тесно связана с особенностями питания населения, особенно в индустриально развитых странах. С одной стороны, широкое применение в сельском хозяйстве и в пищевой промышленности различных химикатов (удобрений, пестицидов, анаболических средств, гормонов, антибиотиков, консервантов, красителей и др.) в значительной степени повышает степень загрязнения пищевых продуктов [Маслинский Ц., 1979, Ferrara L., е.а., 1989]. С другой стороны, унификация производственных и технологических процессов в сельском хозяйстве и пищевой промышленности позволяет повсеместно употреблять самые разнообразные и порой экзотические пищевые продукты, что приводит к нивелированию сезонных и климатогеографических особенностей питания населения. Все большее число людей использует одинаковые продукты питания, редко применявшиеся ими в прошлом [Макдональд Я., 1986, Ferrara L., е.а., 1989], результатом чего является усиление интенсивности воздействий чужеродных химических соединений природного и антропогенного происхождения на внутреннюю среду организма человека. В этих условиях концепция охраны химической чистоты внутренней среды организма человека,сформулированная А.А.Покровским (1979) в качестве одного из основных принципов современной нутрициологии, направленных на разработку "важных, интегральных мер защиты организма от болезней", превращается в острую медико-социальную проблему.
Таким образом, очевидно, что проблемы загрязнения внутренней среды организма и развития аллергического статуса тесно взаимосвязаны. Выдвинутая в 1985 г. Ковалевым И.Е. концепция о функциональной взаимосвязи иммунной и монооксигеназной систем позволяет с новых позиций рассмотреть патогенетические механизмы развития аллергических заболеваний и подходы к их лечению [Ковалев И.Е. и.др., 1985].Сопряженное функционирование этих двух систем обеспечивает сохранение иммунохимического гомеостаза, то есть поддержание химической чистоты внутренней среды организма, а разбалансировка их сочетанной деятельности повышает риск развития патологических состояний. Результаты исследований, представленные в работах [Ковалев И.Е. и.др., 1985, Лопаткин H.A. и др., 1989, Nebert D., 1979], отражают наличие определенной реципрокности между иммуностимулирующими воздействиями и состоянием активности монооксигеназной системы, с одной стороны, а также между индукцией системы цитохрома Р-450 печени и явлениями иммуносупрессии, с другой. Следовательно, как филогенетически более древняя, монооксигеназная система печени [Gotch 0.,е.а., 1989, Nebert D., е.а., 1989], обеспечивая химическую чистоту внутренней среды организма метаболическим путем, осуществляет и выраженную модуляцию функционального состояния иммунной системы, сформировавшейся на более позднем этапе филогенетического развития у птиц и млекопитающих [Купер Э., 1980, Пол У., 1987].
Разбалансировка системы цитохрома Р-450 печени выявленная в динамике сенсибилизации организма, а также ингибирующее действие медиаторов аллергии и воспаления на активность и экспрессию изоформ цитохрома Р-450, свидетельствует о важной роли ферментной системы впроцессе развития аллергической реакции [Гаппаров М.М. и др., 1989, Morgan Е., 2001]. Различные лекарственные препараты и ингредиенты пищи оказывают значительное влияние, как на иммунологический статус организма, так и на состояние системы цитохрома Р-450. В связи с этим можно обозначить новый подход к лечению и профилактике аллергических состояний путем целенаправленного изменения аллергической реактивности организма за счет подбора определенных лекарственных препаратов или сочетаний компонентов пищи.
Актуальность исследований биохимических аспектов патогенеза реакций гиперчувствительности и метаболических основ изменения резистентности организма к аллергизирующим воздействиям, наряду с перечисленными выше обстоятельствами, определяется также традиционными представлениями основоположников отечественной аллергологии А.А.Богомольца (1936), Н.Н.Сиротинина (1937), А.Д. Адо (1970, 1983), которые указывают на основную роль нарушений обмена веществ в развитии аллергии. Весьма актуальным и в настоящее время остается положение сформулировано Unger G. С соавторами (1958) о том, что "решение основных проблем аллергологии зависит от прогресса биохимии".
В то же время роль системы цитохрома Р-450 печени в модуляции реакций гиперчувствительности исследована пока недостаточно.
В связи с вышеизложенным целью исследования явилось изучение роли структурно-функционального состояния системы цитохрома Р-450 печени в механизмах развития резистентности организма к сенсибилизирующим воздействиям на модели экспериментальной пищевой анафилаксии и ее изменение, как под влиянием химических соединений, так и пищевых факторов, оказывающих модулирующее действие на систему цитохрома Р-450 печени.
Задачи исследования.. 1. Исследовать взаимосвязь между тяжестью проявлений пищевой анафилаксии, изменением состояния системы цитохрома Р-450 печени морских свинок под влиянием ксенобиотиков - химических соединений (3-метилхолантрен, изосафрол) и лекарственных средств (фенобарбитал, рифампицин, метирапон, циклофосфамид).
2. Выявить особенности организации монооксигеназной системы печени, профиля экскретируемых 17-оксикортикостероидов и чувствительности к сенсибилизирующему воздействию у морских свинок с различным исходным состоянием системы цитохрома Р-450 печени, тестированным in vivo по длительности гексеналового сна.
3. Оценить влияние фенобарбитала и 3-метилхолантрена на аллергическую реактивность, систему цитохрома Р-450 печени и профиль экскретируемых 17-оксикортикостероидов у морских свинок с различным исходным состоянием монооксигеназной системы печени.
4. Исследовать взаимосвязь между антиаллергической активностью соединений пептидной природы (даларгин, глюдалан и у-глутамилгистамин) при пероральном введении с их влиянием на состояние системы цитохрома Р-450 печени и содержание кортизола и его предшественников в сыворотке крови.
5. Изучить потенциальную аллергенность белковых компонентов рациона в зависимости от степени ферментативного гидролиза, определить их влияние на сенсибилизирующую активность модельных аллергенов, структурно-функциональную организацию системы цитохрома Р-450 и профиль экскретируемых 17-оксикортикостероидов.
6. Оценить изменение тяжести проявлений пищевой анафилаксии к модельным аллергенам, состояние монооксигеназной системы печени и профиль экскретируемых 17-оксикортикостероидов под влиянием рационов сразличным соотношением полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) семейств оа-6 и оэ-З.
7. Провести сравнительное изучение влияния различных углеводных компонентов рациона на выраженность проявлений экспериментальной анафилактической реакции, систему цитохрома Р-450 печени и содержание кортизола и инсулина в сыворотке крови у морских свинок.
8. Выявить закономерности изменения выраженности проявлений анафилактической реакции в зависимости от состояния системы цитохрома Р-450 печени и профиля экскретируемых 17-оксикортиКостероидов у животных.
Научная новизна работы. Получены новые экспериментальные результаты, подтверждающие взаимосвязь между изменением структурно-функционального состояния системы цитохрома Р-450 печени и тяжестью проявлений экспериментальной анафилактической реакции под влиянием ксенобиотиков различной химической структуры и компонентов рациона. Результаты исследования позволяют с новых позиций раскрыть значение метаболического статуса организма в развитии аллергических реакций.
Впервые установлена корреляционная зависимость между содержанием в микросомальной фракции печени морских свинок группы цитохромов Р-450В, активный центр которых ориентирован в водную фазу, количеством цитохрома Ьб, длительностью гексеналового сна, экскрецией полярных глюкокортикоидов с мочой и тяжестью проявлений экспериментальной пищевой анафилаксии.
Впервые получены данные, характеризующие изменение содержания группы цитохромов Р-450В в печени морских свинок под влиянием индукторов I типа (фенобарбитал, рифампицин) и II типа (3-метилхолантрен), а также в зависимости от введенной дозы соединений (циклофосфамид, метирапон). Установлено, что выраженность анафилактической реакции зависит от типа индуктора цитохрома Р-450 (фенобарбитал или 3-метилхолантрен) и от использованной дозы препарата (циклофосфамид, метирапон).
Впервые выявлено различное влияние фенобарбитала и 3-метилхолантрена на состояние монооксигеназной системы животных в зависимости от ее исходного состояния.
Впервые исследовано гипоаллергенное действие соединений пептидной природы (даларгин, глюдалан, у-глутамилгистамин) при пероральном применении, а также их способность модулировать активность системы цитохрома Р-450 печени и повышать содержание кортизола и его предшественников в сыворотке крови.
Впервые установлено, что низкомолекулярная фракция гидролизатов молочных белков, полученная методом ультрафильтрации (НМ20/80), обладает антианафилактическим эффектом, который сопровождается повышением общего содержания цитохрома Р-450 печени, увеличением соотношения цитохромов Р-450В/Р-450Л и снижением относительного содержания полярных форм 17-оксикортикостероидов в моче.
Получены новые данные о противоаллергическом действии липидных композиций, в которых преобладают полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) семейства со-6, и их влияния на структурно-функциональное состояние системы цитохрома Р-450 печени, проявившимся в увеличении отношения цитохромов Ьб и Р-450, групп цитохромов Р-450В/Р-450Л наряду с уменьшением относительного содержания полярных форм экскретируемых 17-оксикортикостероидов. В составе мембран (микросомальной фракции) печени животных, получавших рацион с высоким содержанием ПНЖК семейства со-6, отмечается повышение количества арахидоновой кислоты (20:4, со-6) и относительного содержания среднецепочечных жирных кислот (12:0+14:0).
Впервые исследовано влияние различных углеводных компонентов рациона морских свинок на анафилактическую резистентность, систему цитохрома Р-450 печени и изменение гормонального статуса. Выявлена достоверная корреляция между противоаллергическим действием рационов,содержанием в них фруктозы и исследованными показателями монооксигеназной системы.
Результаты проведенных исследований вносят определенный вклад в развитие биохимических (молекулярных) основ патогенеза аллергических реакций.
Теоретическая и практическая значимость работы. Проведенные исследования существенно расширяют представление о роли системы цитохрома Р-450 печени в обеспечении резистентности организма к неблагоприятным воздействиям внешней среды и, в частности, к аллергизирующим факторам алиментарной природы. Полученные данные уточняют существующие представления о биохимических механизмах развития пищевых аллергических реакций и позволяют разработать новые подходы к медикаментозному и диетологическому лечению и профилактике пищевой аллергии.
Выявленная в работе высокая устойчивость к пищевой сенсибилизации животных с короткой продолжительностью гексеналового сна, отличающихся высокой скоростью синтеза суммы микросомальных гемопротеинов de novo, преобладанием в микросомальной фракции печени группы цитохромов Р-450В, преимущественной конъюгацией 17-оксикортикостероидов по. пути глкжуронирования и низким относительным содержанием полярных форм гормонов в свободной фракции гормонов в суточной порции мочи, позволяет подойти к рассмотрению проблемы индивидуальной чувствительности организма к сенсибилизирующим воздействиям с позиции его метаболического статуса, обусловленного, в значительной мере, особенностью организации и функционирования системы цитохрома Р-450 печени. Данные, отражающие существенное различие в относительном содержании полярных 17-оксикортикостероидов, а также глюкуронидов й сульфатов в составе экскретируемых глюкокортикоидов у животных с разной анафилактической чувствительностью, указывают на целесообразность контроля за профилемосновных экскретируемых метаболитов 17-оксикортикостероидов у лиц, подвергающихся воздействию неблагоприятных факторов внешней среды, в том числе аллергенов.
Выявленное повышение тяжести реакций пищевой анафилаксии у морских свинок под влиянием 3-метилхолантрена, высоких доз циклофосфамида или метирапона, служат основанием для разработки новых мер профилактики и лечения аллергических заболеваний у лиц, занятых на химическом производстве. Полученные в работе данные о снижении ' выраженности пищевой анафилаксии при индукции системы цитохрома Р-450 по фенобарбиталовому типу, наблюдаемой как при применении соединений различной химической структуры (рифампицин, даларгин, г люд алан, у-глутамилгистамин), так и при использовании рационов, содержавших ультрафильтрат молочных белков (НМ20/80), высокое количество ПНЖК семейства со-6 или фруктозы, могут быть использованы для разработки новых лекарственных средств и специализированных продуктов питания с целью профилактики и лечения пищевой аллергии.
Выявленные в работе факты различного влияния полиненасыщенных жирных кислот семейств ю-6 и ю-3 на экспериментальные проявления пищевой анафилаксии были использованы для разработки способа моделирования аллергической токсидермии, защищенного авторским свидетельством за №1420609 4G09B23/28 от 1.05.88 г. Результаты тестирования различных гидролизатов. белков и получение продукта с низкой аллергенностью защищенного авторскими свидетельствами за №4607274, 5A23J1/20 и №4858131, 5A23J3/00. Результаты работы послужили основанием для получения патентов на Противоаллергический препарат (RU2Q00119 С, Мб А61К38/08) Гипоаллергенный продукт (RU2040259 С1, 6 А61К31/175, A23L 1/09), Гипоаллергенное средство (RU2036656 С1, 6 А61К35/78) и Гипоаллергенное вещество (RU2068699 С1,6 А61К35/78).• 16.
На основание результатов проведенных экспериментов разработаны два специализированных продукта питания «Фиталакт» и «Унипит-3».
Результаты исследования и литературные данные о функционировании монооксигеназной системы используются в курсе лекций кафедры общей и клинической фармакологии РУДН ФПК МР и кафедры общей патологии и патофизиологии Российской Медицинской академии постледипломного образования МЗ РФ.
Положения выносимые на защиту.
1. Тяжесть проявлений пищевой анафилаксии у экспериментальных животных находится в тесной взаимосвязи с состоянием системы цитохрома Р-450, в частности, с такими показателями как абсолютное и относительное содержание группы цитохромов Р-450В печени, активный центр которых обращен в цитозоль клетки, соотношение цитохромов Ьз/Р-450 и длительность гексеналового сна, а также с экскрецией полярных форм 17-оксикортикостероидов.)2. Выраженность анафилактической реакции у морских свинок зависит от типа и дозы вводимого ксенобиотика.
3. Тяжесть пищевой анафилаксии и чувствительность к среднесмертельной дозе (ЛД50) гистамина, профиль. экскретируемых метаболитов 17-оксикортикостероидов у экспериментальных животных зависит от исходного состояния монооксигеназной системы печени, которая тестируется по длительности гексеналового сна.
4. Индукторы I и II типа (фенобарбитал и 3-метилхолантрен) системы цитохрома Р-450 печени вызывают разнонаправленное изменение выраженности экспериментальной пищевой анафилаксии и метаболизма 17-оксикортикостероидов у морских свинок с различным исходным состоянием монооксигеназной системы печени.
5. Соединения пептидной природы (у-глутамилгистамин, даларгин, глюдалан) оказывают протективное действие в отношении реакцийгиперчувствительности, модулируют систему цитохрома Р-450 печени аналогично индукторам I типа и повышают содержание кортизола и его предшественников в сыворотке крови.
6. Введение в рацион животных белковых компонентов, полученных различными технологическими способами, с различной потенциальной аллергенностью (БКМ20/80, Г20/80 и НМ20/80) приводит к разнонаправленным изменениям состояния системы цитохрома Р-450 печени, профиля экскретируемых 17-оксикортикостероидов и тяжести проявлений пищевой анафилаксии.
7. Различное абсолютное и относительное содержание в рационе морских свинок полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) семейств со-6 и со-3 вызывает изменение липидного состава микросомальных мембран, состояния системы цитохрома Р-450 печени, профиля экскретируемых 17-оксикортикостероидов и выраженности пищевой анафилаксии.
8. Использование в качестве углеводного компонента рациона смеси крахмала и фруктозы (не менее 25% от общего количества углеводов) оказывает влияние на активность монооксигеназной системы печени, содержание кортизола в сыворотке крови и тяжести экспериментальной анафилактической реакции.
Глявя X
