Диссертация (1144749), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Более того, осталось неизученным воздействие на уровеньисследуемыхнейромедиаторовболеедлительной,двухмесячной,ингаляцииэтогонейротоксиканта, которая, как было показано нами ранее, вызывала изменение в содержаниине только ГнРГ в МПО гипоталамуса, но и гипофизарных гормонов в крови. Поэтому однойиз задач настоящего исследования стало изучение воздействия двухмесячной ингаляциитолуола на содержание НА, ДА и 5-ОТ и их основных метаболитов в МПО и СВ-Аркгипоталамуса.Точные механизмы нейротоксического действия толуола остаются до сих порне до конца изученными. Однако, исходя из физико-химических свойств этого ксенобиотика,можно предположить два основных механизма его действия.
Во-первых, этот широкоприменяемый в промышленности и в быту органический растворитель, как уже было сказановыше, в силу своих сильно липофильных свойств может свободно встраиваться в липидныемембраны клеток, повышая при этом их текучесть [LeBel C. P., Schatz R. A., 1989; CalderónGuzmán D. et al., 2005]. Внедряясь в мембраны нейронов, ксенобиотик воздействуетна активность различных встроенных в мембраны ферментов за счет конформационныхизменений в их липидном окружении, а также путем непосредственного связыванияс гидрофобными карманами этих белков. Воздействие нейротоксиканта на активностьферментов, ответственных за модификацию фосфолипидов, вызывает изменение соотношениялипидных фракций в нейрональной мембране, что также сказывается на ее физико-химическихсвойствах.
Действительно, было обнаружено избирательное снижение под воздействиемксенобиотика содержания в мембранах синаптосом фосфатидилэтаноламина и уровняметилирования фосфолипидов – процесса, в котором фосфатидилэтаноламин выступает75в качестве исходного субстрата и который, как предполагают, влияет на передачубиологических сигналов через мембрану [LeBel C. P., Schatz R. A., 1988]. Предполагается,что процесс метилирования фосфолипидов влияет на сопряжение постсинаптическихрецепторов с аденилатциклазой [LeBel C. P., Schatz R. A., 1989].
Снижение под воздействиемнейротоксиканта уровня фосфатидилэтаноламина обусловлено избирательным повышениемактивности фосфолипазы С [LeBel C. P., Schatz R. A., 1990]. Толуол влияет и на активностьдругих связанных с мембранами ферментов – Na+/K+-АТФ-азы [LeBel C. P., Schatz R. A., 1990]и Ca2+/Mg2+-АТФ-азы [Edelfors S., Ravn-Jonsen A., 1989], а также фосфолипазы D [Kyrklund T.,Kjellstrand P., Haglid K., 1987]. Изменение текучести и липидного состава нейрональныхмембран под воздействием этого ксенобиотика, нарушающее нормальное липидное окружениемоноаминергических рецепторов, может привести к конформационным изменениям в этихрецепторах и снижению их аффинности к нейромедиаторам [Fuxe K.
et al., 1987]. Наблюдаемоепосле воздействия нейротоксиканта повышение плотности рецепторов в постсинаптическоймембране, а также интенсификация процесса синтеза нейромедиаторов в пресинаптическомокончании, возможно, являются компенсаторной реакцией, необходимой для обеспечениянормальной передачи нервного сигнала в условиях снижения аффинности этих рецепторов[Hsieh G. C. et al., 1990].Воздействие толуола на активность ферментов, участвующих в передаче сигналаот рецепторов к системам вторичных посредников, также может вносить свой вклад в общийнейротоксический эффект этого ксенобиотика. Так, под влиянием его ингаляции (330 мг/м3,9 дней, 6 ч/день) было обнаружено повышение уровня Ca2+-зависимого фосфорилированиямембранных белков коры мозга и особенно стриатума [von Euler G.
et al., 1987]. Нарушениепроцессов фосфорилирования белков под воздействием ксенобиотика указывает на возможноенарушение процессов трансдукции для нейромедиаторных и гормональных сигналов.Во-вторых, нейротоксическое действие толуола может быть обусловлено такжеобразованием в процессе его метаболизма свободных радикалов. Обнаружено, что воздействиексенобиотика как in vivo, так и in vitro приводит к обширному системному повышению уровнягенерации АФК [Mattia C. J., LeBel C. P., Bondy S. C., 1991; Mattia C. J., Adams J. D.
Jr.,Bondy S. C., 1993; Mattia C. J., Ali S. F., Bondy S. C., 1993; Singh M. P. et al., 2010].Так, под влиянием однократного интраперитонеального введения крысам толуола в различныхдозах (0,5; 1,0; 1,5 г/кг) уровень образования АФК в легких и почках повышался дозозависимо,в то время как в печени и мозге он достигал максимальных значений при сравнительно низкихдозах ксенобиотика. Несмотря на тот факт, что содержание непрометаболизировавшего толуолав организме спустя несколько часов после введения снижалось до незначительных величин,уровеньгенерацииАФКвмозгеещедлительноевремяоставалсяповышенным.76В исследованиях, проведенных в нашей лаборатории, также было отмечено повышенноеобразование АФК в коре мозга самок крыс после хронической ингаляции ксенобиотика(50 мг/м3 и 500 мг/м3, 1 мес.) [Бурмистров C.
O. и соавт., 2001]. В недавнем исследованиигруппы американских ученых [Kodavanti P. R. S. et al., 2011] было изучено влияние пероральновводимого толуола (0,65 г/кг и 1,00 г/кг) на показатели окислительного стресса в различныхотделах мозга молодых и старых самцов крыс (4, 12 и 24 мес.). Было показано, что отдельныепоказатели окислительного стресса увеличиваются как с возрастом, так и под влияниеминтоксикации ксенобиотиком. Так, НАДФН-хинон-оксиредуктазная активность повышаласьво фронтальной коре и мозжечке четырех- и 12-месячных крыс и в гиппокампе 24-месячныхживотных, подвергшихся воздействию ксенобиотика. Значительным изменениям в разныхвозрастных группах подвергалась общая антиокислительная активность и активностьотдельныхферментовγ-глутамилцистеинсинтетаза,антиоксидантнойзащитыглутатион-S-трансфераза,(супероксиддисмутаза,глутатион-пероксидаза,глутатионредуктаза), а также показатели окислительного стресса (общая аконитазнаяактивность и содержание карбонилпроизводных белков).
При этом толуол только усиливалнегативныеэффекты,вызываемыестарением.Этиданныехорошосогласуютсяс наблюдениями другой группы исследователей, обнаружившей более высокие концентрациинейротоксиканта в мозге старых крыс по сравнению с молодыми животными [Gordon C. J. et al.,2010].Толуол метаболизируется в организме через окисление метильной группы под действиемоксидазы со смешанными функциями (рисунок 1.7). Образовавшийся бензиловый спирт, в своюочередь, окисляется до бензальдегида под действием алкогольдегидрогеназы.
Бензальдегидбыстро окисляется под действием альдегиддегидрогеназы до бензойной кислоты, бóльшаячасть которой конъюгируется с глицином и экскретируется с мочой в виде гиппуровой кислоты[Mattia C. J., Ali S. F., Bondy S. C., 1993]. Поскольку повышение уровня АФК под воздействиемксенобиотика блокировалось при введении ингибитора активности оксидазы со смешаннымифункциями, было высказано предположение о том, что один из метаболитов толуолакатализирует этот процесс [Mattia C. J., LeBel C.
P., Bondy S. C., 1991]. В то времякак бензиловый спирт и бензойная кислота в опытах in vitro проявляли способность снижатьсвободнорадикальную активность, бензальдегид оказывался потенциальным источникомсвободных радикалов. Предполагается, что именно бензальдегид является метаболитом,ответственным за повышение уровня образования АФК под воздействием толуола.Эксперименты, проведенные in vivo и in vitro, позволяют предположить, что повышение уровнягенерации АФК под воздействием этого ксенобиотика происходит на стадиях его катаболизма77* – этапы метаболизма, на которых предполагается образование активных форм кислородаРисунок 1.7 – Схема метаболизма толуола в организме животных и человека.Адаптировано из [Mattia C.
J., Adams J. D. Jr., Bondy S. C., 1993]при участии оксидазы со смешанными функциями и альдегиддегидрогеназы [Mattia C. J.,Adams J. D. Jr., Bondy S. C., 1993; Mattia C. J., Ali S. F., Bondy S. C., 1993]. Обнаружено,что при метаболизме толуола в первую очередь образуются гидроксильный и супероксидныйрадикалы, причем помимо этого бензальдегид специфически и с достаточно большойэффективностью способен инактивировать глутатион-S-трансферазу – основной фермент,защищающий мозг от АФК [Tabatabaie T., Floyd R.
A., 1996]. Возможно, инактивация этогофермента бензальдегидом и является основной причиной повышенного образования АФКпосле воздействия ксенобиотика.В связи с описанными выше нейротоксическими эффектами ингаляции малых доз толуолавозникает вопрос о поиске препаратов, способных защитить ЦНС от его неблагоприятноговоздействия. С одной стороны, для достижения этой цели могут быть использованы вещества,78оказывающие противоположное действию ксенобиотика влияние на физико-химическиеи функциональные показатели синаптических мембран.
Так, было предложено использованиемоносиалоганглиозидаGM1–эндогенногокомпонентасинаптическихокончаний,участвующего в синаптической передаче. Введение экспериментальным животным GM1предотвращалоизмененияхарактеристикрецепторовДАстриатума,наблюдаемыхпри подострой ингаляции нейротоксиканта (330 мг/м3, 3 дня, 6 ч/день) [von Euler G. et al., 1987].ОбработкаGM1вопытах invitroснижалатекучестьмембранипредотвращалапротивоположный эффект толуола на этот показатель [von Euler G., Fuxe K., Bondy S. C., 1990].Так как нейротоксическое действие толуола, как предполагается, также связано и с егоспособностью повышать уровень образования АФК, актуальным на сегодняшний день являетсяпоиск природных антиоксидантов, способных предотвратить данный эффект ксенобиотика.С этой целью в прошлом уже применялись такие антиоксиданты, как тиамин и рибофлавин[Бородин К.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
