Экспериментальное исследование действия низких концентраций фтора на уровень белков семейства hsp в тканях

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Соединения фтора в высоких концентрациях оказывают токсическое действие не только на костную ткань, но и на сердце, печень, почки и головной мозг. В реализации ответа на токсические дозы фтора участвуют белки семейства HSP (Heat Shock Proteins), регулирующие внутриклеточный и тканевой гомеостаз при различных стрессорных воздействиях. Токсическое действие высоких концентраций фтора, механизмы которого раскрыты при флюорозе, может реализоваться и на уровне значительно ниже токсического. В литературе имеется мало данных об особенностях действия низких концентраций фтора на тканевом и клеточном уровнях. 

Цель исследования — изучить в эксперименте действие низких концентраций фтора на уровень белков семейства HSP в тканях головного мозга и печени лабораторных животных. 

Материал и методы. Эксперименты проведены на 60 белых крысах-самцах массой 200–250 г одного возраста. Крысы были разделены на 2 группы: контрольную группу и группу животных с воздействием фторида натрия (NaF) в течение 6 недель (в концентрации 10 мг/л, что соответствовало суточной дозе фтора 1,2 мг/кг массы тела). В тканях головного мозга и печени определяли уровень белков семейства HSP (Heat shock proteins) — индуцибельных HSP72 и HSP32 (гем-оксигеназы-1), активность свободнорадикальных процессов и антиоксидантных ферментов — супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы. 

Результаты. Показана важная роль стресс-индуцибельного белка HSP72 в защите мозга от повреждений, вызываемых длительным действием низких концентраций фтора. В печени защитную роль от фтористого воздействия играет белок с антиоксидантными свойствами HSP32. На тканевом уровне установлено удлинение сроков развития хронической фтористой интоксикации при поступлении в организм низких концентраций фтора. Высокочувствительным органом к накоплению фтора является печень, в которой выявлены значительные повреждения.

Об авторах

Анна Геннадьевна Жукова

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний»; Новокузнецкий институт (филиал) ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет»

Автор, ответственный за переписку.
Email: nyura_g@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4797-7842

Доктор биол. наук, зав. лаб. медико-генетических исследований, НИИ комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний, 654041, Новокузнецк, Россия.

e-mail: nyura_g@mail.ru

Россия

Л. Г. Горохова

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний»; Новокузнецкий институт (филиал) ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет»

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-0545-631X
Россия

А. В. Киселёва

ГБУЗ «Новокузнецкий клинический онкологический диспансер»

Email: noemail@neicon.ru
Россия

Т. Г. Сазонтова

ФГБОУ ВО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова»

Email: noemail@neicon.ru
Россия

Н. Н. Михайлова

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний»; Новокузнецкий институт (филиал) ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет»

Email: noemail@neicon.ru
Россия

Список литературы

  1. Агалакова Н.И., Гусев Г.П. Влияние неорганических соединений фтора на живые организмы различного филогенетического уровня. Журнал эволюционной биохимии и физиологии. 2011; 47 (5): 337-47
  2. Cicek E., Aydin G., Akdogan M., Okutan H. Effects of chronic ingestion of sodium fluoride on myocardium in a second generation of rats. Hum. Exp. Toxicol. 2005; 24 (2): 79-87.
  3. Chouhan S., Lomash V., Flora S.J.S. Fluoride-induced changes in haem biosynthesis pathway, neurological variables and tissue histopathology of rats. J. Appl. Toxicol. 2010; 30 (1): 63-73.
  4. Barbier O., Arreola-Mendoza L., Del Razo L.M. Molecular mechanisms of fluoride toxicity. Chem. Biol. Interact. 2010; 188 (2): 319-33. https://doi.org/10.1016/j.cbi.2010.07.011
  5. Шалина Т.И., Васильева Л.С. Общие вопросы токсического действия фтора. Сибирский медицинский журнал. 2009; 88 (5): 5-9
  6. Lee M., Arikawa K., Nagahama F. Micromolar levels of sodium fluoride promote osteoblast differentiation through Runx2 signaling. Biol. Trace Elem. Res. 2017. https://doi.org/10.1007/s12011-017-0930-5
  7. Zhou Z., Wang H., Zheng B., Han Zh., Chen Ya., Ma Yan. A rat experimental study of the relationship between fluoride exposure and sensitive biomarkers. Biol. Trace Elem. Res. 2017; 180 (1): 100-9.
  8. Panneerselvam L., Raghundth A., Perumal E. Differential expression of myocardial heat shock proteins in rats acutely exposed to fluoride. Cell Stress & Chaperones. 2017; 22 (5): 743-50.
  9. Рослый О.Ф., Гурвич В.Б., Плотко Э.Г., Кузьмин С.В., Федорук А.А., Рослая Н.А. и др. Актуальные вопросы гигиены в алюминиевой промышленности России. Медицина труда и промышленная экология. 2012; (11): 8-12.
  10. Рослая Н.А., Лихачева Е.И., Оранский И.Е., Одинокая В.А., Плотко Э.Г., Жовтяк Е.П. и др. Клинико-патогенетические особенности хронической профессиональной интоксикации соединениями фтора в современных условиях. Медицина труда и промышленная экология. 2012; (11): 17-22.
  11. Fridovich I. Superoxide radical and superoxide dismutases. Accounts Chem. Res. 1972; 5: 321-6. https://doi.org/10.1021/ar50058a001
  12. Luck H. Catalase. In: Bergmeyer H.U., ed. Methods of enzymatic analysis. New York: Verlag-Chemie Academic Press; 1963: 885-88.
  13. Архипенко Ю.В., Диденко В.В., Сазонтова Т.Г., Меерсон Ф.З. Сравнительная оценка влияния иммобилизационного стресса на динамику устойчивости к индукции перекисного окисления липидов внутренних органов и головного мозга. Доклады АН СССР. 1989; 304 (6): 1500-03.
  14. Ланкин В.З., Тихазе А.К., Коновалова Г.Г. и др. Концентрационная инверсия антиоксидантного и прооксидантного действия β-каротина в тканях in vivo. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1999; 128 (9): 314-8.
  15. Ohkawa H., Ohishi N., Yagi K. Assay for lipid peroxides in animal tissues by thiobarbituric acid reaction. Anal. Biochem. 1979; 95 (2): 351-8.
  16. Kikugava K., Kojima T., Yamaki S. et al. Interpretation of the thiobarbituric acid reactivity of rat liver and brain homogenates in the presence of ferric ion and ethylenediaminetetraacetic acid. Anal. Biochem. 1992; 202: 249-55.
  17. Reddy K.P., Sailaja G., Krishnaiah C. Protective effects of selenium on fluoride induced alterations in certain enzymes in brain of mice. J Environ Biol. 2009; 30 (5 Suppl.): 859-64.
  18. Chattopadhyay A., Podder S., Agarwal S. Fluoride-induced histopathology and synthesis of stress protein in liver and kidney of mice. Arch Toxicol. 2010; 85 (4): 327-35.
  19. Chen Q., Wang Z., Xiong Y., Xue W., Kao X., Gao Y. et al. Selenium increases expression of HSP70 and antioxidant enzymes to lesser oxidative damage in Fincoal-type fluorosis. J. Toxicol. Sci. 2009; 34 (4): 399-405.
  20. Basha M.P., Sujitha N.S. Chronic fluoride toxicity and myocardial damage: antioxidant offered protection in second generation rats. Toxicol. Int. 2011; 18 (2): 99-104.
  21. Жукова А.Г., Алёхина Д.А., Сазонтова Т.Г. и др. Механизмы внутриклеточной защиты и активность свободнорадикального окисления в миокарде крыс в динамике хронической фтористой интоксикации. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2013; Т.156 (8):190-94.
  22. Андреева Л.И., Бойкова А.А., Маргулис Б.А. Особенности внутриклеточного содержания и функциональная роль белков теплового шока семейства 70 кДа при стрессе и адаптации. Технологии живых систем. 2009; Т.6 (3): 11-7.
  23. Тараканов И.А., Тихомирова Л.Н., Жукова А.Г., Сафонов В.А. Устойчивость нервной ткани ствола мозга к свободнорадикальному окислению у крыс при периодическом дыхании после введения оксибутирата. Патол. физиол. и экспер. терапия. 2013; 4: 21-5.
  24. Reddy P.H., Reddy T.P., Manczak M. et al. Dynamin-Related Protein 1 and Mitochondrial Fragmentation in Neurodegenerative Diseases. Brain Res. Rev. 2011; 67(1-2): 103-18. https://doi.org/10.1016/j.brainresrev.2010.11.004
  25. Tarakanov I.A., Tikhomirova L.N., Zhukova A.G., Safina N.F. Pro- and Antioxidant Systems in the Lower Portion of Rat Brainstem during Hydroxybutyrate-Induced Pathological Periodic Breathing. Byulleten’ eksperimental’noy biologii i meditsiny. 2016; 162 (1):14-7.
  26. Zhukova A.G., Sazontova T.G. Hemeoxygenase: function, regulation, biological role. Hypoxia Medical Journal. 2004; 12 (3): 30-43.
  27. Евдонин А.Л., Медведева Н.В. Внеклеточный белок теплового шока 70 и его функции. Цитология. 2009; Т.51 (2): 130-7
  28. Hong J-M., Lee S-M. Heme oxygenase-1 protects liver against ischemia/reperfusion injury via phosphoglycerate mutase family member 5-mediated mitochondrial quality control. Life Sciences. 2018; (200): 94-104. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2018.03.017
  29. Жукова А.Г., Михайлова Н.Н., Ядыкина Т.К., Алехина Д.А., Горохова Л.Г., Романенко Д.В. и др. Экспериментальные исследования внутриклеточных защитных механизмов печени в развитии хронической фтористой интоксикации. Медицина труда и промышленная экология. 2016; (5): 21-4.
  30. Алехина Д.А., Жукова А.Г., Сазонтова Т.Г. Влияние малых доз неорганических соединений фтора на уровень свободнорадикального окисления и внутриклеточных защитных систем в сердце, лёгких и печени. Технологии живых систем. 2016; 13 (6): 49-56.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Жукова А.Г., Горохова Л.Г., Киселёва А.В., Сазонтова Т.Г., Михайлова Н.Н., 2024


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 37884 от 02.10.2009.