IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

После выделения, определения  химической структуры и синтеза мелатонина начался период интенсивного изучения функции шишковидной железы как эндокринного органа и его основного гормона - мелатонина [1]. Современные ученые считают, что мелатониновый механизм сформирован на всех уровнях живого. В качестве антикосиданта мелатонин действует повсеместно, проникая через все биологические барьеры. В исследованиях in vitro было выявлено, что мелатонин обладает значительно большей антиоксидантной активностью в плане перерывания процессов перекисного окисления липидов и инактивации свободных радикалов -OH и ROO-, чем известные антиоксиданты [2, 3]. Однако на современном этапе мало известно, что есть тесная взаимосвязь между мелатонином и состоянием проксидантно-антиоксидантной системы почек, что в целом влияет на функционирование мочеполовой системы.

Цель работы:

исследовать характер влияния мелатонина на состояние прооксидантно-антиоксидантной системы почек при десятисуточной гипо- и гипермелатонинемии.

Объект исследований: функционирование почек под влиянием недостатка и избытка мелатонина.

Предмет исследовани: прооксидантно-антиоксидантная система почек при недостатке или избытке мелатонина.

Для достижения цели работы были поставлены такие задачи: исследовать биохимические изменения прооксидантно-антиоксидантной системы почек при кратковременной гипо- и гипермелатонинемии.

Материалы и методы

Экспериментальная модель кратковременной гипо- и гипермелатонинемии была выполнена на 21 крысе линии WISTAR со средней массой тела 320-350 г. Все животные были разделены на 3 группы по 7 крыс. Крысы первой группы на общевиварном рационе, со стандартным режимом освещения. Данная группа оставалась интактной. Животным второй группы с утра перорально через зонд вводили водный раствор мелатонина в дозе 1 мг/кг массы тела в сутки. Часть мелатонина при этом трансформируется (оксисульфатируется) в печени в более активный антиоксидант - 6-сульфамелатонин. Повышенный уровень концентрации в крови мелатонина поддерживается приблизительно более 1 часа. Доза 1мг/кг в сутки в 10 раз больше максимальной одноразовой фармакологической дозы (Reiter, 2002).  Крысы третьей группы находились под постоянным освещением с интенсивностью света1000-1500 люкс (синтез мелатонина блокируется у крыс светом 0,0005 мВ/см2). Так как мелатонин производится только при условии темноты (свет через фоторецепторы сетчатки посылает импульс на супрахиазматические ядра гипоталамуса), то исследуемые особи имели гипомелатонинемию или гипопинеализм - условная модель (Reiter, 2002).

Для биохимического исследования животных декапитировали путем дислокации шейного позвонка под эфирным наркозом с соблюдением требований Европейской конвенции «О защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных или других научных целей» (Страсбург, 1986 г.). В гомогенате почек определяли концентрацию вторичного продукта свободно радикального окисления - малонового диальдегида (МДА-0). Также проводили исследование концентрации креатинина в моче [4].

МДА-0 показывает стационарный уровень на данный момент пероксидации. МДА-1,5 - определяется также в гомогенате почек, но после 1,5 часовой инкубации в прооксидантном железоаскорбатном растворе.

Исследование показателей прооксидантно-антиоксидантной системы половозрелых крыс-самцов показало следующее. Концентрация малонового диальдегида максимальная в условиях гипомелатонинемии за 1.5 часа инкубации. По сравнению с контрольной группой и гипермелатонинемией величина показателя является приблизительно одинаковой. Инкубация в прооксидантном буферном растворе дает прирост ТБК-реагирующих продуктов (в основном содержат МДА). Величина этого прироста обратно пропорциональна антиоксидантному потенциалу ткани.

Аналогичная ситуация наблюдается и в данных концентрации МДА -0, т.е. в условиях гипомелатонинемии его концентрация имеет наибольшие показатели. По-скольку малоновый диальдегид является конечным продуктом перекисного окисления липидов и по-этому он служит маркером оксидантного повреждения тканей.

Кратковременный (10 суток) недостаток мелатонина привёл к снижению прироста продукции малонового диальдегида за 1,5 часа инкубации. Это можно объяснить напряжением всех защитных систем, прежде всего антиоксидантных. Δ МДА указывает на уровень антиоксидантного потенциала, т.е. за 10 суток он вырос. В этом случае наблюдается адаптация в виде повышения антиоксидантного потенциала, что блокирует  рост пероксидации и может расцениваться как фаза тревоги в развитии стресса. Прирост МДА в условиях гипермелатонинемии показал очень незначительное снижение, что объясняется кратковременным воздействием. При недостатке мела тонина идет пероксидация, но отсутствие прироста за время инкубации связано с работой и функциями эндогенного глютатиона, аскорбина и токоферола

Определение концентрации креатинина в моче показало, что при гипермелатонинемии этот показатель очень близок к уровню в контрольной группе. Однако при гипомелатонинемии наблюдается повышение концентрации креатинина в моче, но наблюдается  большой разброс данных.

Выводы

Кратковременная гипомелатонинемия вызывает снижение антиоксидантных свойств тканей почек и усиливает перекисное окисление биополимеров, поэтому нежелательно пребывание в освещенных местах круглосуточно. Кратковременная гипермелатонинемия не вызывает изменений антиоксидантного потенциала тканей почек и уровня перекисного окисления биополимеров, поэтому допустимо использование мелатонина сроком 10 суток.

Литература

1. Анисимов В. Н. Мелатонин роль в органнзме, применение в клинике. - С-Пб.: Издат-во «Система», 2007. -40 с.
2. Антонова 0.І., Цебржинський 0.І. Вплив хронічної гіпермелатонінемії на стан печінки щурів // Вісник Луганського національного педагогічного університету імені Тараса Шевченко. 2006.  № 13 (18). - С. 6-10.
3. Барабой В.А. Антиокислительная и биологическая активность мелатонина // Укр. біохім. журнал. 2000. Т 72, №3. -С. 5-11.
4. Беркало Л.В., Бобович О.В., Гейко 0.0., Катрушов О.В., Кайдашев О.В., Кислій О.М., Куценко Л.О., Соколенко В.М., Сисюк В.А. Фадгєва А.С., Цебржинський 0.І. Посібник з експериментально-клінічних досліджень в біології та медицині // Полтава, 1997.  271 с.
5. Бондаренко Л.А. Современные представления о физиологии эпифиза // Нейрофизиология.  - 1997.  Т. 29, №3  -С. 212-237.
6. Дорогой А.П. Мелатонін - основний гормон передньої долі епіфізу(шишковидної залози). Біологічне та клінічне значення гормону в кардіологічній практиці //Український кардіологічний журнал. 2006.№ 1 -С. 99-105
7. Кветная Т.В., Князькин И.В., Кветной И.М. Мелатонин -нейроимунноэндокринный маркер возростной патологии. - С.Пб.2, Издательство ДЕАН, 2005.  - 144 с.
8. Мендель В.Э., Мендель О.И. Мелатонин: роль в организме и терапевтические возможиости. Опыт применения препарата Мелаксен в россиийской медицинской практике.
9. Пішак В.П. Шишкоподібне тіло і біохімічні основи адаптації . -Чернівці: Медакадемія, 2003.  -152 с.
10. Чеботар Л.Д. Кардіогенні ефекти мелатоніну. Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня к.б.н. 2010
11. Reiter R.J. Melatonin: Lowering the High Price of Free Radicals // New Physiol/ Sci. -2000. -Vol. 15. -P. 246-250
12. Uchiyama M., Mihara M. Determination of malonaldehyde precursor in tissues by thiobarbituric acid test / / Analyt. . Biochemia. 1978. V. 86. P. 271-278.

Код для цитирования: Скопировать