Адаптогенная коррекция свободнорадикальных процессов в ткани печени при воздействии угольно-породной пыли на организм (экспериментальное исследование)

Введение. Повреждение печени в условиях длительного воздействия на организм угольно-породной пыли (УПП) влечёт за собой значительные нарушения метаболической, детоксикационной, синтетической и других её функций. В связи с этим актуальным является поиск ранних способов профилактики и коррекции формирующихся патологических изменений данного органа.

Цель исследования — экспериментальное изучение влияния комплексного препарата с дигидрокверцетином на активность свободнорадикальных процессов в печени лабораторных крыс в динамике длительного воздействия угольно-породной пыли.

Материалы и методы. Исследование выполнено на белых крысах-самцах массой 200–250 г. Контрольная группа находилась в стандартных условиях вивария. Экспериментальная группа включала крыс, вдыхавших угольно-породную пыль в затравочной камере ежедневно по 4 ч в течение 1; 3; 6 и 9 нед, и крыс, получавших ежедневно комплексный препарат с дигидрокверцетином непосредственно перед пылевым воздействием. В ткани печени определялась активность свободнорадикального окисления и ферментов антиоксидантной защиты — супероксиддисмутазы и каталазы.

Результаты. Затравка крыс угольно-породной пылью в течение трёх недель приводила к повышению интенсивности свободнорадикальных процессов в ткани печени: достоверно возрастал начальный уровень накопления тиобарбитурат-активных продуктов окисления почти в 2 раза на 1-й неделе и в 3 раза на 3-й неделе эксперимента по сравнению с контролем. Увеличение интенсивности свободнорадикального окисления сопровождалось активацией ферментов антиоксидантной защиты (каталазы) в 2,4 раза на 1-й неделе и в 1,6 раза на 3-й неделе пылевого воздействия. Увеличение сроков затравки пылью до 9 нед приводило к разнонаправленным изменениям окислительного метаболизма в ткани печени: на 6-й неделе — к снижению активности супероксиддисмутазы почти в 3 раза. На 9-й неделе наблюдалась незначительная активация антиоксидантных ферментов — супероксиддисмутазы (на 55%) и каталазы (на 36%). Показано, что наиболее эффективным является кратковременное (в течение трёх недель), но не длительное (до 6 нед) применение комплексного препарата с дигидрокверцетином. Максимальный антиоксидантный защитный эффект дигидрокверцетина выявлен на третьей неделе пылевого воздействия — в 2 раза снижался уровень свободнорадикальных продуктов и в 4 раза увеличивалась активность супероксиддисмутазы.

Ограничения исследования. Органоспецифические эффекты и оптимальная длительность применения дигидрокверцетина для повышения резистентности к свободнорадикальным повреждениям изучены недостаточно, что накладывает определённые ограничения на его использование в коррекции и профилактике профессиональных болезней.

Заключение. Полученные результаты следует учитывать при длительном применении экзогенных антиоксидантов для коррекции и профилактики профессиональных болезней, чтобы сохранять уровень эндогенных антиоксидантных систем в клетке и защитный эффект дигидрокверцетина в наиболее чувствительных к действию свободнорадикальных процессов тканях.

Соблюдение этических стандартов. Исследование одобрено локальным этическим комитетом ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний». Содержание, кормление и выведение животных из эксперимента проводили в соответствии с требованиями приказа Минздрава России «Об утверждении Правил надлежащей лабораторной практики» (№ 199н от 01.04.2016 г.) и положениями Руководства по содержанию и использованию лабораторных животных (Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, 1996).

Участие авторов:
Бугаева М.С. — сбор материала и обработка данных, статистическая обработка, написание текста;
Бондарев О.И. — обработка данных;
Горохова Л.Г. — сбор материала и обработка данных, статистическая обработка;
Жукова А.Г. — концепция и дизайн исследования, редактирование;
Михайлова Н.Н. — редактирование.
Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Поступила: 27.02.2024 / Принята к печати: 09.04.2024 / Опубликована: 08.05.2024

1. Wiegant F.A., Limandjaja G., de Poot S.A.H., Bayda L.A., Vorontsova O.N., Zenina T.A., et al. Plant adaptogens activate cellular adaptive mechanisms by causing mild damage. In: Lukyanova L., Takeda N., Singal P.K., eds. Adaptation Biology and Medicine: Health Potentials. Volume 5. New Delhi: Narosa Publishers; 2008: 319–32.

2. Андреева Л.И., Бойкова А.А., Никифорова Д.В. Оценка адаптогенных свойств Родиолы розовой в культуре изолированных мононуклеарных клеток крови человека и в тканях крысы. Экспериментальная и клиническая фармакология. 2013; 76(2): 23–7. https://elibrary.ru/swahnj

3. Лебедько О.А., Рыжавский Б.Я., Демидова О.В. Влияние антиоксиданта эхинохрома А на блеомицин-индуцированный пневмофиброз. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2015; 159(3): 329–32. https://elibrary.ru/tmgxkj

4. Михайлова Н.Н., Жукова А.Г., Горохова Л.Г., Бугаева М.С., Ядыкина Т.К., Киселева А.В. Оценка эффективности профилактики хронической фтористой интоксикации адаптогеном Rhodiola rosea L. Гигиена и санитария. 2019; 98(7): 744–7. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2019-98-7-744-747 https://elibrary.ru/ajfkvc

5. Zhukova A.G., Mikhailova N.N., Sazontova T.G., Zhdanova N.N., Kazitskaya A.S., Bugaeva M.S., et al. Participation of free-radical processes in structural and metabolic disturbances in the lung tissues caused by exposure to coal-rock dust and their adaptogenic correction. Byulleten’ eksperimental’noi biologii i meditsiny. 2020; 168(4): 439–43. https://doi.org/10.1007/s10517-020-04727-7

6. Величковский Б.Т. Патогенетическая классификация профессиональных заболеваний органов дыхания, вызванных воздействием фиброгенной пыли. Пульмонология. 2008; (4): 93–101. https://doi.org/10.18093/0869-0189-2008-0-4-93-101 https://elibrary.ru/juydpd

7. Vanka K.S., Shukla S., Gomez H.M., James C., Palanisami T., Williams K., et al. Understanding the pathogenesis of occupational coal and silica dust-associated lung disease. Eur. Respir. Rev. 2022; 31(165): 210250. https://doi.org/10.1183/16000617.0250-2021

8. Бугаева М.С., Бондарев О.И., Горохова Л.Г., Кизиченко Н.В., Жданова Н.Н. Экспериментальное изучение специфичности развития морфологических изменений внутренних органов при длительном воздействии на организм угольно-породной пыли и фторида натрия. Медицина труда и промышленная экология. 2022; 62(5): 285–94. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2022-62-5-285-294 https://elibrary.ru/akcvek

9. Шкурупий В.А., Надеев А.П., Карпов М.А. Исследование деструктивных и репаративных процессов в печени при хроническом гранулематозе смешанной (силикотической и туберкулезной) этиологии в эксперименте. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2010; 149(6): 622–6. https://elibrary.ru/mtyiyh

10. Романова Е.И., Красавцев Е.Л. Современные аспекты гепатопротективной терапии. Проблемы здоровья и экологии. 2007; (2): 42–50. https://doi.org/10.51523/2708-6011.2007-4-2-7 https://elibrary.ru/yufrxp

11. Pietta P.G. Flavonoids as antioxidants. J. Nat. Prod. 2000; 63(7): 1035–42. https://doi.org/10.1021/np9904509

12. Heim K.E., Tagliaferro A.R., Bobilya D.J. Flavonoid antioxidants: chemistry, metabolism and structure-activity relationships. J. Nutr. Biochem. 2002; 13(10): 572–84. https://doi.org/10.1016/s0955-2863(02)00208-5

13. Procházková D., Boušová I., Wilhelmová N. Antioxidant and prooxidant properties of flavonoids. Fitoterapia. 2011; 82(4): 513–23. https://doi.org/10.1016/j.fitote.2011.01.018

14. Panche A.N., Diwan A.D., Chandra S.R. Flavonoids: an overview. J. Nutr. Sci. 2016; 5: e47. https://doi.org/10.1017/jns.2016.41

15. Kikugawa K., Kojima T., Yamaki S., Kosugi H. 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(2): 249–55. https://doi.org/10.1016/0003-2697(92)90102-d

16. 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 Академии наук СССР. 1989; 304(6): 1500–3.

17. Fridovich I., Liochev S.I. An essay on superoxide dismutase, 2-methoxyestradiol, and the proper uses of scientific methods. Amino Acids. 2015; 47(8): 1605–6. https://doi.org/10.1007/s00726-015-1996-z

18. Жукова А.Г., Казицкая А.С., Жданова Н.Н., Горохова Л.Г., Михайлова Н.Н., Сазонтова Т.Г. Роль дигидрокверцетина в молекулярных механизмах защиты миокарда при пылевой патологии. Медицина труда и промышленная экология. 2020; 60(3): 178–83. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2020-60-3-178-183 https://elibrary.ru/rxsrbw

19. Сазонтова Т.Г., Архипенко Ю.В. Значение баланса прооксидантов и антиоксидантов – равнозначных участников метаболизма. Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2007; (3): 2–18. https://elibrary.ru/ibhpvr

20. Zakharenkov V.V., Mikhailova N.N., Zhdanova N.N., Gorokhova L.G., Zhukova A.G. Experimental study of the mechanisms of intracellular defense in cardiomyocytes associated with stages of anthracosilicosis development. Byulleten’ eksperimental’noi biologii i meditsiny. 2015; 159(4): 431–4. https://doi.org/10.1007/s10517-015-2983-9

21. Луцкий М.А., Куксова Т.В., Смелянец М.А., Лушникова Ю.П. Свободнорадикальное окисление липидов и белков – универсальный процесс жизнедеятельности организма. Успехи современного естествознания. 2014; (12): 24–8. https://elibrary.ru/sztnxl

22. Жукова А.Г., Жданова Н.Н., Логунова Т.Д., Кизиченко Н.В., Бугаева М.С. Влияние адаптогена «Цитореактор-дигидрокверцетин» на активность сывороточных ферментов энергетического обмена в условиях хронического воздействия угольно-породной пыли (экспериментальное исследование). Медицина труда и промышленная экология. 2018; (6): 23–8. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2018-6-23-28 https://elibrary.ru/oubokp

23. Владимиров Ю.А., Проскурнина Е.В., Демин Е.М., Матвеева Н.С., Любицкий О.Б., Новиков А.А. и др. Дигидрокверцетин (таксифолин) и другие флавоноиды как ингибиторы образования свободных радикалов на ключевых стадиях апоптоза. Биохимия. 2009; 74(3): 372–9. https://elibrary.ru/jwztkt

24. Zeng Y., Song J., Zhang M., Wang H., Zhang Y., Suo H. Comparison of in vitro and in vivo antioxidant activities of six flavonoids with similar structures. Antioxidants (Basel). 2020; 9(8): 732. https://doi.org/10.3390/antiox9080732

25. Liu Y., Shi X., Tian Y., Zhai S., Liu Y., Xiong Z., et al. An insight into novel therapeutic potentials of taxifolin. Front. Pharmacol. 2023; 14: 1173855. https://doi.org/10.3389/fphar.2023.1173855

26. Liu J.H., Cao L., Zhang C.H., Li C., Zhang Z.H., Wu Q. Dihydroquercetin attenuates lipopolysaccharide-induced acute lung injury through modulating FOXO3-mediated NF-κB signaling via miR-132-3p. Pulm. Pharmacol. Ther. 2020; 64: 101934. https://doi.org/10.1016/j.pupt.2020.101934

27. Orlova S.V., Tatarinov V.V., Nikitina E.A., Sheremeta A.V., Ivlev V.A., Vasil’ev V.G., et al. Bioavailability and safety of dihydroquercetin (review). Pharm. Chem. J. 2022; 55(11): 1133–7. https://doi.org/10.1007/s11094-022-02548-8

28. Волощук О.Н., Копыльчук Г.П., Бучковская И.М. Активность маркерных ферментов печени при токсическом гепатите в условиях алиментарной депривации протеина. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2014; 108(8): 96–100. https://elibrary.ru/takmud

29. Горохова Л.Г., Михайлова Н.Н., Жукова А.Г., Казицкая А.С. Токсиколого-гигиеническая оценка производного пиридина – 2-этил-4-нитропиридина N-окиси. Гигиена и санитария. 2022; 101(7): 809–15. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-7-809-815 https://elibrary.ru/tmmcgp

30. Pozharitskaya O.N., Karlina M.V., Shikov A.N., Kosman V.M., Makarova M.N., Makarov V.G. Determination and pharmacokinetic study of taxifolin in rabbit plasma by high-performance liquid chromatography. Phytomedicine. 2009; 16(2–3): 244–51. https://doi.org/10.1016/j.phymed.2008.10.002

31. Yang C.J., Wang Z.B., Mi Y.Y., Gao M.J., Lv J.N., Meng Y.H., et al. UHPLC-MS/MS determination, pharmacokinetic, and bioavailability study of taxifolin in rat plasma after oral administration of its nanodispersion. Molecules. 2016; 21(4): 494. https://doi.org/10.3390/molecules21040494

32. Сазонтова Т.Г., Анчишкина Н.А., Жукова А.Г., Бедарева И.В., Пылаева Е.А., Кривенцова Н.А. и др. Роль активных форм кислорода и редокс-сигнализации при адаптации к изменению уровня кислорода. Фізіологічний журнал (Kiev, Ukraine: 1994). 2008; 54(2): 18–32. https://elibrary.ru/sslosz

33. Arkhipenko Yu.V., Sazontova T.G. Mechanisms of the cardioprotective effect of a diet enriched with ω-3 polyunsaturated fatty acids. Pathophysiology. 1995; 2(3): 131–40. https://doi.org/10.1016/0928-4680(95)00017-U

34. Сазонтова Т.Г. Антиоксиданты и прооксиданты – две стороны одного целого. Часть 2. Профилактика Today. 2007; (7): 14–20.