Влияние озонированного физиологического раствора на содержание микроэлементов и показатели перекисного окисления липидов при опухолевом росте

МЕДИНА ЛЬ

ВЛИЯНИЕ ОЗОНИРОВАННОГО ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО РАСТВОРА НА СОДЕРЖАНИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ И ПОКАЗАТЕЛИ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ ПРИ ОПУХОЛЕВОМ РОСТЕ

Цель исследования: выявить влияние озонированного физиологического раствора (ОФР) на содержание микроэлементов и показатели перекисного окисления липидов при опухолевом росте в экспериментальных условиях. Исследование выполнено на лабораторных животных - белых нелинейных крысах-самках (75 особей) в условиях моделирования неоплазии путем перевивки штамма рака молочной железы РМК-1 подкожно в область правой подмышечной впадины. Животных включали в эксперимент на 30-й день после перевивки опухоли, размеры которой к этому времени достигали 5-6 см3. Животные были разделены на 5 групп по 15 особей в каждой: 1-я группа - крысы с неоплазией, не подвергавшиеся каким-либо лечебным воздействиям; 2-я группа - крысы с неоплазией, получавшие в качестве лечебного средства доксорубицин через день, всего 5 процедур; 3-я группа - крысы с неоплазией, которым внутрибрюшинно вводили ОФР, 6 процедур через день; 4-я группа - крысы с неоплазией, которым вводили через день 5 доз доксорубицина и 6 инъекций ОФР; 5-я группа - интактные животные (контрольная группа). Для определения спектра микроэлементов использовался атомно-эмиссионный спектрометр с индуктивно связанной плазмой АЭС и ИСП Модель i САР6300 INTERTECH (США). В крови и гомогенатах ткани миокарда животных анализировались состояние свободнорадикального окисления по данным индуцированной хемилюминесценции с помощью биохемилюминометра БХЛ-07 и уровни продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ): первичные - диеновые конъюгаты (ДК), вторичные - малоновый диальдегид (МДА) и конечные - основания Шиффа (ОШ). Гистологическое исследование опухолевой ткани осуществлялось общепринятым способом. Установлено, что использование озонированного физиологического раствора снижает проявление металлодепрессивного действия цитостатиков в отношении нормальных тканей, обеспечивая более эффективный микроэлементный состав, что сопровождается потенцированием действия противоопухолевой терапии и ассоциируется с наиболее выраженными проявлениями терапевтического патоморфоза.

Ключевые слова: озон, онкология, микроэлементы, липопероксидация.

The purpose of the research was to study the ozonated saline solution (OSS) effect on microelement content and lipide peroxidation indices in tumor growth under experimental conditions. The investigation was performed with laboratory animals, namely, white nonlinear female rats (75 species) under conditions of neoplasia simulation by means of subinoculation of breast cancer strain PMK-1 subcutaneously to the right axillary crease. The animals were involved in experiment on the 30th day after subinoculation of a tumor, which size reached 5-6 cm3 at that time. The animals were divided into the following 5 groups, each of 15 species: the 1st group of rats with neoplasm not subjected to any curative actions; the 2nd group of rats with neoplasm given Doxorubicin as drug every other day, 5 procedures in total; the 3rd group of rats with neoplasm treated by OSS intraperitoneal introduction, 6 procedures every other day; the 4th group with neoplasm to which 5 doses of Doxorubicin and 6 OSS were administered every other day; the 5th group consisted of intact animals (a control group). To determine microelement spectrum, an atom emission spectrometer with inductively coupled plasma AES ICP, model I, CAP6300 INTERTECH (the USA) was used. Free radical oxidation state was studied in animals' blood and myocardium tissue homogenates based on induced chemiluminescence data by using biochemiluminometer БХЛ 07 as well as contents of lipide peroxidation (LPO) products: primary - diene conjugate (DC), secondary - malondialdehyde (MDA) and final - Schiff's bases (SB). The histologic examination of a tumour tissue was carried out by conventional method. It was found that the use of ozonated saline solution reduced the metal-depressive activity of cytostatic agents with respect to normal tissues, thus, providing for more effective microelement composition to be attended by antitumor drug potentiation and associated with the most evident therapeutic pathomorphism.

Key words: ozone, oncology, microelements, lipoperoxidation.

А.В. Алясова, К.Н. Конторшикова, И.Г. Терентьев, С.Н. Цыбусов,

ГБОУ ВПО «Нижегородская государственная медицинская академия»

Терентьев Игорь Георгиевич -e-mail: nauka@gma.nnov.ru

35 МЕДИ@> 1Ь № 4 (9) сентябрь 2013

МЕйялт

В настоящее время доказана роль микроэлементов в процессах роста, дифференцировки, репарации, регенерации, апоптоза, некроза, выживаемости клеток и в патогенезе различных хронических, воспалительных, дегенеративных и опухолевых заболеваний [1]. Дефицит или избыточное накопление микроэлемента в организме обусловливает нарушение активности прямо или косвенно зависящих от него ферментов [1, 2]. Нормализация количества цинка, меди, железа, относящихся к эссенци-альным микроэлементам, устраняет клинические проявления их дефицита и возвращает организму жизнеспособность.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ: выявить влияние озонированного физиологического раствора (ОФР) на содержание микроэлементов и показатели перекисного окисления липидов при опухолевом росте в экспериментальных условиях.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Исследование выполнено на лабораторных животных -белых нелинейных крысах-самках (75 особей) в условиях моделирования неоплазии путем перевивки штамма рака молочной железы РМК-1 подкожно в область правой подмышечной впадины. Животных включали в эксперимент на 30-й день после перевивки опухоли, размеры которой к этому времени достигали 5-6 см3. Животные были разделены на 5 групп по 15 особей в каждой: 1-я группа - крысы с неоплазией, не подвергавшиеся каким-либо лечебным воздействиям; 2-я группа - крысы с неоплазией, получавшие в качестве лечебного средства доксорубицин через день, всего 5 процедур; 3-я группа - крысы с неоплазией, которым внутрибрюшинно вводили ОФР, 6 процедур через день; 4-я группа - крысы с неоплазией, которым вводили через день 5 доз доксорубицина и 6 инъекций ОФР; 5-я группа - интактные животные (контрольная группа). На 11-й день после начала эксперимента под эфирным наркозом осуществляли декапитацию животных и забор тканей: крови, печени, почек, легких, мозга, опухоли. Для определения спектра микроэлементов использовался атомно-эмиссионный спектрометр с индуктивно связанной плазмой АЭС и ИСП Модель i САР6300 INTERTECH (США). В крови и гомогенатах ткани миокарда животных анализировались состояние свободнорадикального окисления по данным индуцированной хемилюминесценции с помощью биохе-милюминометра БХЛ-07 и уровни продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ): первичные - диеновые конъю-гаты (ДК), вторичные - малоновый диальдегид (МДА) и конечные - основания Шиффа (ОШ). Гистологическое исследование опухолевой ткани осуществлялось общепринятым способом.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Исследование содержания цинка, меди, железа в тканях животных позволило выявить следующие особенности:

1. содержание данных микроэлементов во всех исследованных тканях было значимо более высоким у интактных крыс;

2. развитие опухоли сопровождалось статистически достоверным снижением концентрации металлов по сравнению с группой интактных животных в патологически неизмененных тканях: в плазме, печени, почках, легких, мозге (таблица 1). Одновременно происходило накопление металла в опухоли. Известно, что микроэлементы находятся в тканях организма преимущественно в связи с белками. В тканях, не поврежденных злокачественным ростом, под влиянием развивающейся опухоли происходит распад белков и выход продуктов распада в кровь с последующим их поглощением растущей опухолью. Возможно, что при дезорганизации в тканях белковых молекул нарушается их способность удерживать в обмене микроэлементы и создаются условия для высвобождения металлов в кровь. Обеднение большинства тканей организма, пораженного опухолью, микроэлементами находится в полном соответствии с нарушением белкового, углеводного и других видов обмена, сопровождающих раковую кахексию [3];

3. введение доксорубицина оказывало выраженное металлодепрессивное действие, что проявлялось статистически значимым снижением концентрации цинка, меди, железа в опухолевой ткани и во всех патологически неизмененных исследованных тканях не только по сравнению с интактными особями, но и по сравнению с животными, не получавшими противоопухолевого лечения;

4. использование ОФР способствовало повышению уровня микроэлементов в тканях интактных животных на фоне продолжающегося накопления металлов в опухоли;

5. сочетанное введение ОФР и доксорубицина способствовало снижению выраженности металлодепрессивного действия цитостатика, что проявлялось в достоверном повышении концентрации микроэлементов в плазме, ткани печени, почек, легких, мозга по сравнению с животными, получавшими доксорубицин. По-видимому, происходила выраженная мобилизация запасов микроэлементов из эндогенных депо, о чем свидетельствовало значимое повышение уровня металлов в интактных тканях животных по сравнению с их уровнем у особей, получавших только озонированный физиологический раствор. Одновременно имело место дальнейшее повышение концентрации металлов в опухолевой ткани.

Значимость выявленного перераспределения концентраций микроэлементов под влиянием озона и доксорубицина была сопоставлена с особенностями морфологической картины опухолевой ткани во всех исследованных группах лабораторных животных (таблица 2).

36 мели ^ь № 4 (9) сентябрь 2013

МЕйялт

ТАБЛИЦА 1.

Концентрация цинка, меди, железа в тканях лабораторных животных

Группы лабораторных животных

е ы н н (V в о д £1 ш л ^ = Опухоль без лечения Лечение доксо- рубицином Лечение озоном Озон + доксорубицин Интактные

£ £ ие г £ 1 2 3 4 5

Плазма цинк 0,34 ±0,01* 0, 27 ±0,02*,* 0,44 ±0,01*,*,V 0,33 ±0,02*Л« 0,76 ±0,03

медь 1,01±0,01* 0,87±0,02*,* 1,05±0,01*,*,V 1,10±0,01*^ 1,40±0,01

железо 1,01±0,02 0,52±0,01*,* 0,59±0,01*,*,V 0,49±0,01*,*,° 0,98±0,01

Опухоль цинк 1,29 ±0,31 0,19 ±0,04* 1,15 ±0,17*,V 1,45 ±0,24V -

медь 1,01±0,01 0,15±0,01* 0,87±0,01*^ 0,93±0,01*,V,0 -

железо 3,72±0,16 1,56±0,09* 2,36±0,02*,V 3,68±0,04^° -

Печень цинк 19,31 ±3,42 7,76 ±1,11*,* 21,2 ±3,65V 17,82 ±2,81 31,73 ±5,02

медь 1,92±0,01* 1,68±0,04*,* 1,86±0,02*,V 1,93±0,01*,V 5,12±0,34

железо 26,50±4,10 11,90±1,85*,* 19,60±1,91*,*^ 24,90±0,51*,V 32,90±3,42

Почки цинк 13,16 ±2,55* 5,08 ±1,01* 9,99 ±2,14 10,91 ±2,01V 23,82 ±6,82

медь 2,92±0,01* 0,99±0,04*,* 1,94±0,02*,*,V 2,35±0,02*,*,V,О 4,87±0,25

железо 24,08±2,51* 9,62±0,12*,* 18,11±0,32*,V 21,91±0,60*V,0 59,71±4,10

Легкие цинк 9,01 ±3,05 4,75 ±0,94 9,50 ±1,95 7,89 ±1,68 21,30 ±7,91

медь 0,86±0,03* 0,42±0,02*,* 0,87±0,01*^ 0,94±0,01*Л« 1,57±0,04

железо 42,21±3,40* 17,91±0,85*,* 36,91±0,90*,V 47,61+0,91*,',° 97,21±5,20

Мозг цинк 7,20 ±2,11* 3,14 ±0,25* 7,27 ±2,01* 7,41 ±1,79* 55,24±10,46

медь 1,56±0,04* 0,49±0,02*,* 1,43±0,01*^ 1,62±0,02*,V,О 2,76±0,06

железо 9,51±0,12* 3,98±0,13*,* 8,52±0,19*,*,V 9,57±0,85*,V 23,30±0,91

Примечание: * - различия, статистически значимые по сравнению с группой интактных животных (р<0,0005); • - различия, статистически значимые по сравнению с группой животных, не получавших противоопухолевой терапии (р<0,05); V - различия, статистически достоверны по сравнению с группой животных, получавших доксорубицин (р<0,0005); О- различия, статистически значимые по сравнению с группой животных, получавших озон (р<0,005). Концентрации металлов определены в 10-6

ТАБЛИЦА 2.

Морфологические изменения в опухолях лабораторных животных в зависимости от вида проводимого лечения

Морфологические изменения Вид лечения некрозы Дистро- Митозы (%) о'^УР?.'!.''.'!!.

ро/\ Митозы

Доксорубицин 41,75±5,30*

Озон

Доксорубицин +озон

8,46±3,68*

40,90±8,64*V

44,80±2,87*

22,60±3,32*

49,0±8,18•'V

2,81±0,23*

2,47±0,27

0,53±0,19*'

34,43±5,58*,V

69,0±4,24*

9,40±2,20*'

Примечание: * - различия, статистически значимые по сравнению с группой животных, получавших только доксорубицин (р<0,05),

• - различия, статистически значимые по сравнению с группой интактных животных (р<0,05), V - различия, статистически значимые по сравнению с группой животных, получавших только озон в составе озонированного физиологического раствора (р<0,05).

Приведенные данные свидетельствуют, что в опухолях животных 4-й группы, получавших озон и доксорубицин, количество очагов некроза достоверно не отличалось от этого показателя в опухолях животных, получавших только доксорубицин, но имело место статистически значимое снижение числа митотически делящихся элементов и остав-

шихся жизнеспособными опухолевых клеток, причем данное отличие сохранялось по отношению ко всем исследованным группам.

Анализ показателей хемилюминограммы гомогенатов ткани опухоли экспериментальных животных, полученной методом индуцированной железом и перекисью водорода биохемилюминесценции (таблица 3), продемонстрировал статистически значимое повышение значений параметров 1тах и S, характеризующих интенсивность свободноради-кального окисления, и одновременно параметров tg(-2a) и коэффициента 1тах/ S, представляющих общую антиокси-дантную активность. При этом показатели tg (-2а) и 1тах^ гомогената ткани опухоли крыс из 4-й группы, которым вводили озон и доксорубицин, занимали промежуточное положение между показателями крыс из 2-й и 3-й групп. Уровни первичных продуктов ПОЛ - ДК и ТК - в гомогенате ткани опухоли (таблица 4) были значимо более низкими у животных из 3-й и 4-й групп по сравнению с контролем. В то же время содержание конечных продуктов липопероксидации - ОШ было достоверно выше только в опухолях животных 4-й группы. Статистически значимым у животных этой группы по сравнению со всеми другими группами было увеличение коэффициента ОШ/ДК+ТК, который отражает направленность процесса липопероксидации в сторону преобладания в ткани опухоли жестких конечных продуктов ОШ, последние разрушают клеточную мембрану и тем самым способствуют деструкции клеток опухоли и ее распаду. Полученные данные подтверждали отмечаемые морфологические изменения в ткани опухоли в отношении наиболее выраженного повреждающего действия на опухолевую ткань сочетанного воздействия ОФР и доксорубицина.

ТАБЛИЦА 3.

Показатели хемилюминограммы гомогената ткани опухоли экспериментальных животных

Группы Показатели хемилюминограммы

животных 1тах S tg(-2a) Imax/S

1 1029,5±11,2 4951±31,5 403,6±12,4 0,207±0,012

2 1744±13,1* 5878±39,1* 838,3±10,9* 0,2967±0,019*

3 1709±15,2* 7993±41,4* 696,7±9,8* 0,2314±0,021*

4 1589±13,2* 5864±36,6* 727,5±11,3* 0,2709±0,022*

Примечание: * - статистически значимые различия по сравнению с контрольной группой (р<0,05).

ТАБЛИЦА 4.

Содержание продуктов липопероксидации в гомогенате ткани опухоли экспериментальных животных

Группы Продукты липопероксидации

животных ДК ТК ОШ ОШ/ДК+ТК

1 0,098±0,005 0,081±0,001 1,34±0,12 7,44±0,81

2 0,100±0,006 0,098±0,003 1,52±0,2 0 7,67±0,63

3 0,082±0,005* 0,067±0,002* 1,61±0,21 10,80±0,51*

4 0,043±0,006* 0,074±0,003* 1,69±0,19 14,40±0,72*

Примечание: * - статистически значимые различия по сравнению с контрольной группой, (р<0,05).

37 меди ,ь № 4 (9) сентябрь 2013

МЕДИНА ЛЬ

Но именно в группе животных, получавших ОФР совместно с доксорубицином, были зарегистрированы самые высокие концентрации цинка, меди и железа в опухолевой ткани. По всей видимости, подобное перераспределение микроэлементов в организме опухоленосителя является оптимальным для получения выраженного эффекта противоопухолевой терапии.

Таким образом, использование озонированного физиологического раствора снижает проявление металлодепрес-сивного действия цитостатиков в отношении нормальных тканей, обеспечивая более эффективный микроэлементный состав, что сопровождается потенцированием действия

противоопухолевой терапии и ассоциируется с наиболее выраженными проявлениями терапевтического патомор-фоза. Выявленные эффекты озона взаимосвязаны с уменьшением дизрегуляции процессов липопероксидации на мембранах клеток. и0

ЛИТЕРАТУРА

1. Алясова А.В. Клинико-нейрофизиологическая и нейро-иммунологическая характеристика больных раком молочной железы: авто-реф. дисс....докт.мед. наук. Иваново, 2004. 43 с.

2. Кудрин А.В., Скальный А.В., Жаворонков а.А. и др. Иммунофармакология микроэлементов. М.: Изд-во КМК, 2000. 537 с.

3. Клинические рекомендации. Онкология / под ред. В.И. Чиссова, С.Л. Дарьяловой.М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. С. 3-54.

38 МЕЛИ кь № 4 (9) сентябрь 2013