Влияние гербицида 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты, сукцината натрия и их совместного применения на Mg^²+, Ca^²+ -АТФазную активность плазматической мембраны гепатоцитов
One of the biochemical mechanisms of action of herbicide 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) is its influence on the Mg^²+, Ca^²+-ATPase activity of hepatocytes plasma membrane after the subchronic introducing into rats (1/40 LD50) and in vitro (10^-9–10^-4 mol/l). Sodium succinate is less active...
Gespeichert in:
| Datum: | 2008 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2008
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5806 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Влияние гербицида 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты, сукцината натрия и их совместного применения на Mg^²+, Ca^²+ -АТФазную активность плазматической мембраны гепатоцитов / С.В. Яблонская, Г.В. Островская, Т.В. Рыбальченко, Е.М. Филинская, В.К. Рыбальченко // Доп. НАН України. — 2008. — № 8. — С. 174-177. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859623062143500288 |
|---|---|
| author | Яблонская, С.В. Островская, Г.В. Рыбальченко, Т.В. Филинская, Е.М. Рыбальченко, В.К. |
| author_facet | Яблонская, С.В. Островская, Г.В. Рыбальченко, Т.В. Филинская, Е.М. Рыбальченко, В.К. |
| citation_txt | Влияние гербицида 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты, сукцината натрия и их совместного применения на Mg^²+, Ca^²+ -АТФазную активность плазматической мембраны гепатоцитов / С.В. Яблонская, Г.В. Островская, Т.В. Рыбальченко, Е.М. Филинская, В.К. Рыбальченко // Доп. НАН України. — 2008. — № 8. — С. 174-177. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | One of the biochemical mechanisms of action of herbicide 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) is its influence on the Mg^²+, Ca^²+-ATPase activity of hepatocytes plasma membrane after the subchronic introducing into rats (1/40 LD50) and in vitro (10^-9–10^-4 mol/l). Sodium succinate is less active in relation to this enzyme, however it is capable to oppress 2,4-D effects. It can be considered as protective properties of sodium succinate.
|
| first_indexed | 2025-11-29T08:25:42Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 577.352.334
© 2008
С.В. Яблонская, Г. В. Островская, Т.В. Рыбальченко,
Е.М. Филинская, В. К. Рыбальченко
Влияние гербицида 2,4-дихлорфеноксиуксусной
кислоты, сукцината натрия и их совместного
применения на Mg2+,Ca2+-АТФазную активность
плазматической мембраны гепатоцитов
(Представлено членом-корреспондентом НАН Украины Н.Ю. Евтушенко)
One of the biochemical mechanisms of action of herbicide 2,4-dichlorophenoxyacetic
acid (2,4-D) is its influence on the Mg2+, Ca2+-ATPase activity of hepatocytes plasma
membrane after the subchronic introducing into rats (1/40 LD50) and in vitro (10−9–
10−4 mol/l). Sodium succinate is less active in relation to this enzyme, however it is
capable to oppress 2,4-D effects. It can be considered as protective properties of sodium succi-
nate.
Интоксикация организма человека ксенобиотиками — один из главных вопросов современ-
ной науки. В сельском хозяйстве широко используются гербициды на основе 2,4-дихлорфен-
оксиуксусной кислоты (2,4-Д), которые проявляют канцерогенный, мутагенный и нейро-
токсический эффекты на организм человека и животных [1]. Основным органом биологи-
ческой трансформации токсических веществ является печень, которая первой подвергается
их вредному влиянию. Одним из показателей состояния органов при действии различных
факторов могут служить изменения активности мембраносвязанных ферментов, например
Mg2+-зависимой Са2+-активируемой АТФазы плазматической мембраны (ПМ), осуществ-
ляющей активный транспорт ионов Са2+ и через изменение внутриклеточной концентра-
ции катиона в значительной степени обеспечивающей жизнедеятельность всей клетки в це-
лом [2, 3]. В клинической практике при лечении ряда заболеваний, в том числе и при
поражениях печени, используется сукцинат, который проявляет защитные свойства [4].
Авторами настоящего сообщения изучено субхроническое и непосредственное (in vitro,
в диапазоне концентраций 10−9–10−4 моль/л) влияние гербицида 2,4-Д, сукцината натрия,
а также их совместное влияние на Mg2+,Ca2+-АТФазную активность ПМ гепатоцитов крыс.
Субхронический эффект 2,4-Д, сукцината натрия и их совместного применения исследо-
ван на 60 крысах-самцах (линии Вистар). Вещества вводили животным ежедневно в объеме
1 мл интрагастрально (с помощью зонда до кормления) в течение четырех недель. Конт-
рольная группа животных (№ 1) получала 1 мл Н2О (дист.), три экспериментальные груп-
пы — растворы исследуемых веществ в том же объеме: группа № 2 — 2,4-Д (10 мг/кг мас-
сы), № 3 — сукцинат натрия (25 мг/кг), что примерно соответствует терапевтическим дозам
различных соединений сукцината, № 4 — 2,4-Д (10 мг/кг) + сукцинат натрия (25 мг/кг).
Исследования действия веществ in vitro (в диапазоне концентраций 10−9–10−4 моль/л) про-
ведены на фракциях ПМ гепатоцитов 20 интактных крыс-самцов. ПМ гепатоцитов выде-
ляли методом ультрацентрифугирования в градиенте сахарозы [5]. Белок ПМ определя-
ли методом Lowry [6], Mg2+,Ca2+-АТФазную активность — по разности между АТФазной
174 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №8
Рис. 1. Mg
2+,Ca
2+-АТФазная активность фракции ПМ клеток печени крыс после субхронического воздей-
ствия гербицида 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (10 мг/кг) и сукцината натрия (25 мк/кг):
1 — 2,4-Д; 2 — сукцинат Na; 3 — 2,4-Д + сукцинат Na. ∗ — p < 0,01 относительно контроля
активностью в присутствии 10 мкмоль/л СаСl2 и без него. Среда исследования: фракция
ПМ в количестве 20 мкг по белку, 30 мкмоль/л ЭГТА, 50 ммоль/л трис-НСl, 70 ммоль/л
KCl и 3 ммоль/л Mg-АТФ, pH 7,5, температура 37 ◦С. Ферментативную активность опреде-
ляли по количеству неорганического фосфата (Фн), выделившегося в результате реакции,
методом Rathbun и Betlach [7].
Установлено, что Mg2+,Ca2+-АТФазная активность ПМ клеток печени крыс контроль-
ной группы составляет (25,5±1,8) нмоль Фн/мин ·мг белка. После субхронического воздей-
ствия 2,4-Д на животных ферментативная активность превышает контрольный показатель
на 36% (p < 0,01) (рис. 1). Такое изменение Mg2+,Ca2+-АТФазной активности — одно из
проявлений токсического воздействия 2,4-Д на субклеточном уровне и может быть как
следствием его непосредственного влияния на молекулу фермента, так и следствием ряда
опосредованных путей действия 2,4-Д на субклеточные структуры в организме. Поэтому мы
провели изучение непосредственного действия гербицида на Mg2+,Ca2+-АТФазную актив-
ность ПМ in vitro.
Установлена выраженная параболическая зависимость Mg2+,Ca2+-АТФазной активно-
сти ПМ от концентрации 2,4-Д (рис. 2). Так, в концентрациях 2,4-Д 10−9–10−4 моль/л от-
мечается достоверное угнетение ферментативной активности на 50% по сравнению с конт-
рольными значениями ((25,4 ± 2,1) нмоль Фн/мин · мг белка). При концентрации гербици-
да 10−8–10−5моль/л угнетение активности фермента менее выражено (на 26 и 17% соот-
ветственно, p < 0,5). Микромолярная концентрация не вызывает существенных изменений
АТФазной активности.
Необычный характер изменения Mg2+,Ca2+-АТФазной активности под влиянием 2,4-Д
можно объяснить мембранотропными свойствами этого ксенобиотика. Как показано нами
в исследованиях на модельных моно- и билипидных мембранах [8, 9], 2,4-Д проявляет не-
значительную, но имеющую двухфазный характер, мембранотропную активность. В низких
концентрациях отрицательно заряженные молекулы 2,4-Д взаимодействуют с полярными
головками липидного матрикса и адсорбируются на его поверхности. При концентрации
гербицида 10−6 моль/л и выше процесс взаимодействия с мембраной активируется и про-
исходит встраивание молекул 2,4-Д в гидрофобную зону мембраны, что может вызывать
дезорганизацию упаковки ее липидов. Молекула Mg2+,Ca2+-АТФазы — это полипептидная
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №8 175
Рис. 2. Mg
2+,Ca
2+-АТФазная активность фракции ПМ клеток печени крыс под влиянием 2,4-дихлорфен-
оксиуксусной кислоты и сукцината натрия в диапазоне концентраций 10
−9–10−4 моль/л:
1 — 2,4-Д; 2 — сукцинат Na; 3 — 2,4-Д + сукцинат Na. ∗ — p < 0,01 относительно контроля
трансмембранная цепь, 10 раз пересекающая мембрану и имеющая внемембранные петли,
при этом активность фермента значительно зависит от зарядов гидрофильных головок
окружающих липидов [2]. Поэтому при низких концентрациях отрицательно заряженные
молекулы гербицида, адсорбируясь на поверхности мембраны, могут непосредственно вли-
ять на внеклеточные домены молекулы фермента, изменяя его активность. Проникая при
больших концентрациях в мембрану, гербицид может способствовать угнетению фермен-
тативной активности как путем воздействия на уровень текучести мембранных липидов,
так и путем непосредственного взаимодействия с внутримембранными доменами фермен-
та. Mg2+,Ca2+-АТФаза имеет определенный оптимум текучести липидного матрикса [2],
при котором она может полностью реализовать свою функциональную активность, тогда
как изменение лабильности матрикса в ту или иную сторону приводит к нарушению актив-
ности фермента.
Субхроническое влияние сукцината натрия, в отличие от 2,4-Д, не вызывает существен-
ных изменений Mg2+,Ca2+-АТФазной активности ПМ (см. рис. 1). При совместном приме-
нении сукцината натрия и гербицида 2,4-Д наблюдается тенденция к увеличению фермен-
тативной активности (на 16%, p < 0,1, относительно контрольных значений), что на 20%
меньше по сравнению с влиянием 2,4-Д (см. рис. 1). Таким образом, сукцинат натрия
в определенной степени нивелирует активирующий эффект 2,4-Д на Mg2+,Ca2+-АТФаз-
ную активность, что совпадает с результатами наших гистологических исследований [10]
и может служить доказательством протективных свойств сукцината по отношению к ПМ
при действии гербицида.
В исследованиях in vitro установлено, что под влиянием сукцината натрия в диапазо-
не концентраций 10−9–10−6 моль/л Mg2+,Ca2+-АТФазная активность ПМ существенно не
изменяется (см. рис. 2), тогда как более высокие концентрации сукцината натрия вызыва-
ют постепенное снижение активности. Под влиянием 10−4 моль/л сукцината происходит
почти двукратное угнетение Mg2+,Ca2+-АТФазной активности (p < 0,01) по сравнению
176 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №8
с контрольными значениями. Это снижение ферментативной активности свидетельствует
о проявлении токсических эффектов высоких концентраций сукцината. Действие сукцина-
та натрия совместно с 2,4-Д in vitro вызывает изменения Mg2+,Ca2+-АТФазной активности
ПМ, которые также имеют параболический характер, однако они обусловлены возрастанием
ферментативной активности и менее выражены, чем в случае индивидуального применения
2,4-Д (см. рис. 2). Так, при концентрациях веществ 10−9–10−4 моль/л Mg2+,Ca2+-АТФазная
активность не изменяется. При концентрациях сукцината и 2,4-Д 10−8–10−5 моль/л наблю-
дается увеличение ферментативной активности на 33% (p < 0,5) и 30% (p < 0,1), соответст-
венно. Под влиянием исследуемых веществ в концентрациях 10−7–10−6 моль/л активность
фермента уже превышает контрольные значения на 52 и 47% (p < 0,1) соответственно.
Таким образом, одним из биохимических механизмов цитотоксического действия герби-
цида 2,4-Д является его влияние на Mg2+,Ca2+-АТФазную активность ПМ гепатоцитов, что
проявляется в активации фермента после субхронического влияния ксенобиотика и в ра-
знонаправленных изменениях активности фермента под влиянием непосредственного дей-
ствия гербицида на ПМ в разных концентрациях. Сукцинат натрия, проявляя некоторое
негативное действие при высоких концентрациях in vitro, частично нивелирует эффекты
гербицида in vivo. Хотя сукцинат натрия при совместном использовании с 2,4-Д значитель-
но модулирует непосредственное влияние гербицида на Mg2+,Ca2+-АТФазную активность,
однако отмечается взаимодействие эффектов этих двух регуляторов, на что указывает па-
раболическая концентрационная зависимость, характерная для влияния 2,4-Д.
1. Bradberry S.M., Watt B. E., Proudfoot A.T., Vale J. A. Mechanisms of toxicity, clinical features, and
management of acute chlorophenoxy herbicide poisoning: a review // J. Toxicol. Clin. Toxicol. – 2000. –
38, No 2. – P. 111–122.
2. Пестов Н.Б., Дмитриев Р.И., Шахпаронов М.И. Регуляция Са2+-АТФазы плазматических мемб-
ран // Успехи биол. химии. – 2003. – 43. – С. 99–138.
3. Рыбальченко В.К. Са2+-насос в миоцитах тонкого кишечника // Бюл. эксперим. биологии и медици-
ны. – 1991. – 110, № 4. – С. 376–377.
4. Коваленко А., Белякова Н., Романцов М. и др. Фармакологическая активность янтарной кислоты и
ее лекарственные формы // Врач. – 2000. – № 4. – С. 26–27.
5. Song C., Rubin W., Rifkind A., Kappas A. Plasma Membranes of the Rat Liver Isolation and Enzymatic
Characterization of a Fraction Rich in Bile canaliculi // J. Cell Biol. – 1969. – 41, No 1. – P. 124–131.
6. Lowry O.H., Rosebrough N. J., Farr A. L., Randall R. J. Protein measurement with the Folin phenol
reagent // J. Biol. Chem. – 1951. – 193, No 1. – P. 265–275.
7. Rathbun W.B., Betlach M.V. Estimation of enzymatically produced orthophosphate in the presence of
cystein and adenosine triphosphate // Anal. Biochem. – 1969. – 28. – P. 436.
8. Ostrovska G., Rybalchenko V., Rybalchenko T., Filinska O. Decrease of hepatotoxic effect of herbicide 2,
4-D by plant growth regulator Ivin // Ann. Univ. Maria Curie-Sklodowska. Sectio DDD. Pharmacia. –
Lublin: Wschod, 2002. – Vol. 15. – P. 425–428. (Poland).
9. Бичко А.В., Рибальченко В.К. Модифiкацiя рiдинно-кристалiчної структури бiмолекулярних мемб-
ран N-оксид-2,4-лутидином (Iвiном) // Фiзика живого. – 2002. – № 1. – С. 39–43.
10. Карпезо Н.О., Гурняк О.М., Цивiнська С.М. та iн. Гепатопротекторнi властивостi сукцинату натрiю
за умов отруєння гербiцидом 2,4-Д // Соврем. пробл. токсикологии. – 2005. – № 2. – С. 86–90.
Поступило в редакцию 13.11.2007Киевский национальный университет
им. Тараса Шевченко
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №8 177
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-5806 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-29T08:25:42Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Яблонская, С.В. Островская, Г.В. Рыбальченко, Т.В. Филинская, Е.М. Рыбальченко, В.К. 2010-02-08T13:30:43Z 2010-02-08T13:30:43Z 2008 Влияние гербицида 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты, сукцината натрия и их совместного применения на Mg^²+, Ca^²+ -АТФазную активность плазматической мембраны гепатоцитов / С.В. Яблонская, Г.В. Островская, Т.В. Рыбальченко, Е.М. Филинская, В.К. Рыбальченко // Доп. НАН України. — 2008. — № 8. — С. 174-177. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5806 577.352.334 One of the biochemical mechanisms of action of herbicide 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) is its influence on the Mg^²+, Ca^²+-ATPase activity of hepatocytes plasma membrane after the subchronic introducing into rats (1/40 LD50) and in vitro (10^-9–10^-4 mol/l). Sodium succinate is less active in relation to this enzyme, however it is capable to oppress 2,4-D effects. It can be considered as protective properties of sodium succinate. ru Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Біохімія Влияние гербицида 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты, сукцината натрия и их совместного применения на Mg^²+, Ca^²+ -АТФазную активность плазматической мембраны гепатоцитов Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние гербицида 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты, сукцината натрия и их совместного применения на Mg^²+, Ca^²+ -АТФазную активность плазматической мембраны гепатоцитов Яблонская, С.В. Островская, Г.В. Рыбальченко, Т.В. Филинская, Е.М. Рыбальченко, В.К. Біохімія |
| title | Влияние гербицида 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты, сукцината натрия и их совместного применения на Mg^²+, Ca^²+ -АТФазную активность плазматической мембраны гепатоцитов |
| title_full | Влияние гербицида 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты, сукцината натрия и их совместного применения на Mg^²+, Ca^²+ -АТФазную активность плазматической мембраны гепатоцитов |
| title_fullStr | Влияние гербицида 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты, сукцината натрия и их совместного применения на Mg^²+, Ca^²+ -АТФазную активность плазматической мембраны гепатоцитов |
| title_full_unstemmed | Влияние гербицида 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты, сукцината натрия и их совместного применения на Mg^²+, Ca^²+ -АТФазную активность плазматической мембраны гепатоцитов |
| title_short | Влияние гербицида 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты, сукцината натрия и их совместного применения на Mg^²+, Ca^²+ -АТФазную активность плазматической мембраны гепатоцитов |
| title_sort | влияние гербицида 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты, сукцината натрия и их совместного применения на mg^²+, ca^²+ -атфазную активность плазматической мембраны гепатоцитов |
| topic | Біохімія |
| topic_facet | Біохімія |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5806 |
| work_keys_str_mv | AT âblonskaâsv vliâniegerbicida24dihlorfenoksiuksusnoikislotysukcinatanatriâiihsovmestnogoprimeneniânamg2ca2atfaznuûaktivnostʹplazmatičeskoimembranygepatocitov AT ostrovskaâgv vliâniegerbicida24dihlorfenoksiuksusnoikislotysukcinatanatriâiihsovmestnogoprimeneniânamg2ca2atfaznuûaktivnostʹplazmatičeskoimembranygepatocitov AT rybalʹčenkotv vliâniegerbicida24dihlorfenoksiuksusnoikislotysukcinatanatriâiihsovmestnogoprimeneniânamg2ca2atfaznuûaktivnostʹplazmatičeskoimembranygepatocitov AT filinskaâem vliâniegerbicida24dihlorfenoksiuksusnoikislotysukcinatanatriâiihsovmestnogoprimeneniânamg2ca2atfaznuûaktivnostʹplazmatičeskoimembranygepatocitov AT rybalʹčenkovk vliâniegerbicida24dihlorfenoksiuksusnoikislotysukcinatanatriâiihsovmestnogoprimeneniânamg2ca2atfaznuûaktivnostʹplazmatičeskoimembranygepatocitov |