К ВОПРОСУ О СОДЕРЖАНИИ АДЕНИЛОВЫХ НУКЛЕОТИДОВ В ПЕЧЕНИ ЖИВОТНЫХ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ГАЗОКОНДЕНСАТНОЙ СМЕСИ КАСПИЙСКОГО ШЕЛЬФА

В последние годы существенно увеличились разведочные и строительные работы нефтегазового комплекса в регионе Каспийского шельфа, что влечет к возрастанию выбросов загрязнителей в окружающую среду [2, 3, 6]. Кроме того, наблюдаются испарения нефти и нефтепродуктов в процессах их транспортировки и хранения. Источниками загрязнения атмосферы являются и нефтяные терминалы, и нефтебазы, железнодорожный транспорт, речные и морские нефтеналивные танкеры, автозаправочные комплексы и станции. Исследователями, в связи с этим, разрабатываются различные способы борьбы с нефтезагрязнениями и методы сбора и очистки [1, 2, 5].

Актуальна проблема острого и хронического воздействия нефти, нефтепродуктов, в том числе и газоконденсата (в условиях массового загрязнения среды ими) на обменные процессы и в целом на здоровье человека. Нефтепродукты могут аккумулироваться в живых организмах, содержащиеся в пище нефтепродукты нарушают функции органов и тканей человека, снижают общий уровень иммунитета, что повышает вероятность заболевания организма инфекционными болезнями [3, 4, 11].

Недра российского шельфа таят в себе богатые в мире запасы нефти и газа. Однако колоссальные потери нефти и газа на континентальных нефтепромыслах вызывают большую тревогу за экологическое состояние морей России и их прибрежных зон, в том числе и экологическое состояние Каспийского моря, где ведется активное освоение нефтегазовых месторождений.

Как известно, АТФ и другие нуклеозидтрифосфаты участвуют в обмене коферментов, являются предшественниками циклических нуклеотидов, участвует в процессах мышечного сокращения, активного транспорта, синтезе белков, липидов, гликогена, нуклеиновых кислот [7, 8, 12, 15].

Цель исследования работы – это исследование содержания адениловых нуклеотидов в печени крыс до и после отравления газовым конденсатом каспийского шельфа.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования проведены на 80 половозрелых беспородных белых лабораторных крысах обоего пола, средней массой 190–200 г. Подопытные животные, как и контрольные, содержались в одинаковых стандартных условиях вивария на полноценном пищевом рационе. Газовый конденсат растворяли в теплой дистиллированной воде 1:1 и вводили экспериментальным животным в желудок через зонд в количестве 1 мл газоконденсата на 100 г массы животного. Контрольным крысам вводили эквивалентное количество дистиллированной воды.

Содержание адениловых нуклеотидов исследовали в динамике через 1 час, 1, 5, 10 и 15 суток после введения газового конденсата.

Исследование содержания адениловых нуклеотидов проводили методом ионообменной хроматографии, как описано ранее [9], при этом ткань печени фиксировали немедленным погружением в жидкий азот, затем извлекали и обрабатывали в замороженном состоянии, что позволило предотвратить распад макроэргических соединений во время подготовки материала. Количество нуклеотидов рассчитывали в мкмоль на 1 г ткани, используя молярные коэффициенты экстинкции. Статистическую обработку результатов исследования проводили по t-критерию Стьюдента [13], с использованием компьютерной программы «Statistika V.5.5A».

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Воздействие газового конденсата приводит к существенным изменениям содержания адениловых нуклеотидов печени отравленных животных. Характерной особенностью их является прогрессирующее снижение содержания АДФ и особенно АТФ в печени крыс после отравления газоконденсатом. В отличие от этого количество АМФ в большинстве сроков исследования повышается, причем, наиболее выражено в сравнительно поздние сроки после отравления (табл.).

Таблица Содержание адениловых нуклеотидов в печени крыс до и после отравления газовым конденсатом (в микромолях на 1 г ткани; М ± m; n = 8)

*Р <0,05 по отношению к контролю.

Кроме того, максимум патологических проявлений и наибольшее снижение энергетических ресурсов организма происходит на 5 - 10 сутки после воздействия токсиканта. Так, в печени крыс на 5-е сутки после отравления газоконденсатом отмечается снижение содержания не только АТФ и АДФ, но и АМФ. Минимальное количество АТФ в печени после действия газоконденсата отмечается на 5-е сутки (59% от контроля), однако и спустя 10 суток содержание АТФ остается пониженным - около 70% от контрольных показателей. Более того, и концу эксперимента (на 15 сутки) количество АТФ не достигает контрольных значений (77%).

Изменения содержания АДФ имеют принципиально схожую с АТФ картину, но менее выраженную, чем АТФ. В отличие от АТФ и АДФ, содержание АМФ – не макроэргического нуклеотида, напротив, в большинстве сроков исследования повышается, причем тем больше, чем больше времени прошло с момента отравления. Так, на 10 - 15-е сутки количество АМФ примерно на 30 - 40% превышает контрольные показатели.

Важным аспектом обмена нуклеотидов в тканях пораженного организма является усиление катаболизма этих соединений. Существенную роль в этих процессах играют нуклеозидфосфатазные системы клеток [10, 14]. В нарушениях нуклеотидного фонда печени отравленных крыс, на наш взгляд, важнейшее место занимают комплексные изменения активности ферментов их обмена – как по пути синтеза, так и по пути распада. Печень отличается высоким катаболизмом адениловой кислоты с участием ферментов АМФ- дезаминазы и 5'-нуклеотидазы. Это имеет большое значение для снижения концентрации АМФ в клетке, регуляции уровня нуклеотидов и аденилатного энергетического заряда не только путем ускорения ресинтеза АТФ, но и путем уменьшения содержания одного из компонентов адениловой системы – АМФ, не имеющего макроэргической связи [11, 14].

Следует отметить, что в печени обмен аденилатов с участием аденилаткиназы более интенсивно протекает по пути превращения АТФ и АМФ в аденозиндифосфорную кислоту (АТФ + АМФ → 2 АДФ), чем в обратном направлении. Интенсивно протекающая прямая аденилаткиназная реакция имеет значение в условиях интенсивного использования АТФ для биосинтетических реакций, когда АТФ расщепляется по пирофосфатному пути. Разрыв двух макроэргических связей АТФ приводит к дополнительному выигрышу в свободной энергии. В этих условиях аденилаткиназа, во-первых, расходует продукт пирофосфатного пути расщепления АТФ (АМФ), создавая благоприятные условия течения данной реакции; во-вторых, пополняет уровень АДФ, необходимый для активации окислительных процессов и ресинтеза АТФ.

Таким образом, при интенсивном расщеплении АТФ на АДФ и неорганический фосфат аденилаткиназа, АМФ-дезаминаза и 5'-нуклеотидаза способствуют ресинтезу АТФ. Причем все три фермента в данной метаболической ситуации представляют собой сопряженную ферментную систему, в которой продукт предыдущего фермента служит субстратом для следующего. АМФ-дезаминаза и 5'-нуклеотидаза, катализируя распад адениловой кислоты, регулируют пул адениловых нуклеотидов и величину аденилатного энергетического заряда клетки.

Следовательно, нарушения активности аденилаткиназы, АМФ-дезаминазы и 5'-нуклеотидазы могут являться одной из важных причин снижения уровня АТФ в гепатоцитах при воздействии газоконденсата.

Вывод: Действие газового конденсата вызывает существенные нарушения биоэнергетики печени, доминирующей тенденцией при этом является снижение содержания АДФ и АТФ. Наиболее выраженные изменения содержания нуклеотидов наблюдаются в период с 5-х на 10-е сутки, что совпадает во времени с нарастанием тяжести признаков отравления и летальностью отравленных животных.

Список литературы

1.        Воробьев С.А., Новиков В.В. Особенности влияния нефтяных загрязнений на биоценозы и человека // IV международная научно-практическая конференция «Экономика природопользования и природоохраны». – Пенза: Изд-во Приволжского дома знаний. – 2001. – с. 111-112.

2.        Костров Б.П., Курапов А.А., Горбунова Г.С., Гаранина С.Н., Коваленко Л.Д. Влияние отходов бурения на биоту Каспия //Рыбохозяйственные исследования на Каспии /Результаты исследования НИР за 2000 год. – Астрахань. – 2001. – с. 85-93.

3.        Исмаилова Ф.Э. Содержание нуклеотидов аденина и урацила в печени крыс и его коррекция перфтораном при сочетанном воздействии гамма излучения и газового конденсата. /Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук. Кубанский государственный медицинский университет. – г. Краснодар. - 145 с.

4.        Исмаилова Ф.Э., Нагиева С.Э. Исследование содержания адениловых нуклеотидов в тканях животных при костной трансплантации и воздействии вредных экологических факторов //Вестник Российского государственного медицинского университета. 2010. № 2. С. 48.

5.        Нагиев Э.Р. Роль критических систем в определении устойчивости организма к воздействию экстремальных факторов внешней среды. /Изд-во: Дагестанский государственный медицинский университет. Махачкала, 2006. – 183 с.

6.        Нагиев Э.Р. Нарушения энергообеспечения организма при действии газового конденсата. /ИПЦ Дагестанского государственного медицинского университета. Махачкала, 2006. – 107 с.

7.        Нагиев Э.Р., Нагиева С.Э., Исмаилова Ф.Э. Исследование содержания уридиловых нуклеотидов и активности аспартаткарбамоилтрансферазы в тканях облученных крыс при введении оротовой кислоты и перфторана //Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2017. Т. 62. № 5. С. 5-10.

8.        Нагиев Э.Р. Пиримидиновый нуклеотидный фонд при действии облучения и физической нагрузки и некоторые пути его коррекции //Медицинская радиология и радиациационная безопасность. 1996. Т. 41. № 3. С. 39-41.

9.        Нагиев Э.Р. Хроматографическое разделение нуклеотидов в тонкослойном варианте на ДЭАЭ- целлюлозе и определение активности нуклеозидфосфаткиназ //Оборонный комплекс – научно- техническому прогрессу России. 2001. № 3. - С. 75-76.

10.     Нагиев Э.Р. Влияние ионизирующей радиации и физической нагрузки на молекулярную гетерогенность нуклеозидфосфаткиназ в субклеточных фракциях печени //Радиационная биология. Радиоэкология. 1995. Т. 35. № 4. С. 494-499.

11.     Нагиев Э.Р., Сейфаддинова М.С., Исмаилова Ф.Э. Катаболизм и реутилизация адениловых нуклеотидов в сыворотке крови крыс при остром отравлении газоконденсатом //Токсикологический вестник. 2008. № 1. С. 13-17.

12.     Нагиев Э.Р., Савицкий И.В. Нуклеотидный фонд головного мозга крыс в ранние сроки после общего облучения в абсолютно летальной дозе //Нейрохимия. 1984. Т. 3. № 2. С. 172-177.

13.     Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. – М.: Издательство Медиа Сфера, 2002, 312 с.

14.     Савицкий И.В., Нагиев Э.Р. Повышение активности 5-нуклеотидазы и снижение гуанилаткиназы в головном мозгу и печени облученных крыс //Украинский биохимический журнал. 1990. Т. 62. № 2.– С. 110-114.

15.      Северин Е.С. Биохимия. – М.: ГЕОТАР-МЕД. – 2007. – 784 с.: ил. – (Серия «XXI век»).