ZMIANY ZAWARTOŚCI I STANU OKSYUOHKDUKCYJKEGO DWUIIUKL*30TY~

v

Dbw NIKOTYNAMIDOADENINOWYCH W TKANKACH SZCZURÓW W OSTRY!;! ZATRUCIU AKRYLONITRYLEMX

III.4.1. Wprowadzenie

Akrylonitryl jest jednym z najszybciej polimeryzujących m o ­ nomerów winylowych i dzięki tej własności jest ważnym surowcem dla wzrastającej z roku na rok produkcji żywic poliakrylonitrylo- wych, a głównie włókien sztucznych. Strukturę chemiczną oraz

niektóre własności fizyczne tego związku przedstawia tablica 3 3. Akrylonitryl jest związkiem silnie toksycznym. DL^Q dla szczurów przy podaniu podskórnym wynosi 80 mg/kg /156/. Po poda­ niu śmiertelnej dawki szczury wykazują początkowo ogólne pobu­ dzenie, pojawiają się objawy działania drażniącego /łzawienie/, następnie popadają w stan apatii przerywanej okresowym drżeniem ciała, które przechodzi w nasilające się drgawki. Przed śmiercią występują ogólne zaburzenia oddychania zewnętrznego i postępują­ cy od tylnych odnóży ku przodowi paraliż ciała. Jak widać, w sym­ ptomatologii ostrego zatrucia akrylonitrylem dominują objawy po­ chodzenia nerwowego, jednakże w końcowym okresie zatrucia Janika w dużym stopniu ich specyficzność i uwidacznia się podobieństwo do objawów występujących w klasycznej anoksji.

Mechanizm biochemiczny toksycznego działania akrylonitrylu nie został jeszcze ostatecznie wyjaśniony. Uważa się /1 5 6,1 8 8, 274/, że odszczepianie jonu CN ~ nie odgrywa decydującej roli w mechanizmie tego zatrucia. Większe znaczenie przypisuje b1v

re-x Przedstawiono na VIII Zjeździe P.T.Bioch., Szczecin 1970, Streszczenia prac, str. 90,

aktywności całej cząsteczki akrylonitrylu z grupami sulfhydrylo- wymi,umiejscawiając główne miejsce zahamowania na etapie oksy­ dacyjnej dekarboksylacji pirogronianu /101,102/. W Zakładzie Biochemii Instytutu Medycyny Pracy w Łodzi wykazano, że akrylo­ nitryl hamuje również utlenianie oksoglutaranu /288/ oraz aktyw­ ność oksydoreduktazy ferrocytochrom cttlen /274/.

Dwunukleotydy nikotynamidoadeninowe nie były dotąd badane w zatruciach akrylonitrylem.

III.4.2. Sposób badania

Badania prowadzono na białych szczurach rasy Wistar, samicz­ kach 3-4,5 miesięcznych wagi 150-250 g. Szczury do grup doświad­ czalnych i kontrolnych dobierano parami tak, aby średnia wyjścio­ wa waga szczurów obydwu grup była podobna. Zwierzeta doświadczal­ ne w większości poddawano dodatkowej selekcji dobierając je z wy­ osobnionych miotów.

Ostre zatrucie akrylonitrylem wywoływano przez podskórne po­ danie 100-120 mg akrylonitrylu na kg ciężaru ciała. Szczury za­ bijano po 3 godzinach wśród objawów ostrego zatrucia /doświadcze­ nie podstawowe/. W trakcie wykonywania oznaczeń dwunukleotydów nikotynamidoadeninowych w mózgu zwrócono uwagę na wyraźną zaleś-

/

ność wielkości zmian stanu oksydoredukcyjnego tych dwunukleotydów od rodzaju objawów zatrucia,różniących się u poszczególnych szczu­ rów, pomimo tej samej dawki i czasu działania trucizny. V/ związku z tyra wykonano dodatkowy eksperyment, do którego wyselekcjonowano szczury wykazujące identyczne objawy zatrucia w postaci trwałych drgawek i widocznego paraliżu kończyn tylnych /doświadczenie uzu­ pełniające/.

111.4.3. Wyniki

Wyniki badań przedstawiają graficznie rysunki 23 i 24 oraz tablice 39i40/etr. 127,128/. ’"e krwi 1 mózgu szczurów zatrutych akrylonitrylem stwierdzono wzrost zawartości dwunukleotydów nlko- tynaraidoadeninowych zredukowanych odpowiednio o 24 i 36% /rys. 2 3,

tabl. 3 9/, przy czym w wyselekcjonowanej grupie zwierząt o bardzo głębokich objawach zatrucia wzrost ten jest większy /odpowiednio 43 i 59%/ /tabl. 39/. Zawartość dwunukleotydów nikotynamidoadeni­ nowych utlenionych we krwi szczurów zatrutych nie ulega większym zmianom,natomiast w mózgu wykazuje tendencję spadkową. Stosunek dwunukleotydów utlenionych do zredukowanych spada zarówno we krwi jak i mózgu szczurów zatrutych akrylonitrylem /rys. 23, tabl. 39/ przy czym wielkość tych zmian, podobnie jak zawartości dwunukleo­ tydów zredukowanych jest większa w wyselekcjonowanej grupie zwie­ rząt o bardzo głębokich objawach zatrucia /tabl. 3 9/.

Obraz zmian zawartości dwunukleotydów nikotynamidoadeninowych w wątrobie szczurów zatrutych akrylonitrylem nie jest zupełnie jasny. Wyniki doświadczenia podstawowego /rys. 23 i 24, tabl. 4 0/ wskazują na wzrost zawartości dwunukleotydów utlenionych /zarówno NAD4 jak i NADP+/ przy braku większych zmian w zawartości dwunu­ kleotydów zredukowanych. Wyniki doświadczenia uzupełniającego /tabl. 40/ potwierdzają jedynie kierunek zmian zawartości NADP4

i NADPH+H4 przy wykazaniu spadku zarówno NAD+ jak i NADH+H4 . Na­ tomiast jednoznacznym zmianom ulega stan oksydoredukcyjny dwunu­ kleotydów nikotynamidoadeninowych w wątrobie. Stosunki — —

KADP+ NA1»I+1I+

i --- 8ą wyższe u zwierząt zatrutych akrylonitrylem, co NADPH+H

udowodniono statystycznie w doświadczeniu podstawowym 1 potwier­ dzono w uzupełniającym /rys. 24, tabl. 40/.

/■ .

300 900 400 450 too w GO 40 • M Ó Z G f + l I

K R E W

NAO^NAOP+ _NAOH-NADPH

k

Rys. 23. Zawartość i stan oksydoredukcyjny dwunukleotydów nikotynamido-adeninowych w tkankach szczurów zatrutych akrylonitrylem /dana dla wątroby dotyczą doświadczenia podstawowego/

Zawartość dwunukleotydów wyrażona w nmolach/g /mózg, wątroba/ lub w nmolach/ml /krew/. Słupki puste a kontrola, słupki za­ kropkowane = akrylonitryl. Strzałkami oznaczono różnice istot­ ne statystycznie w stosunku do kontroli

2,0 iO NAP * NAOri 0,2 & I 500 *100 300 200 >(00 $ 1 1 1

WAD NAOH NADP MADPH

Rys. 24. Zawartość i stan oksydoredukcyjny dwunukleotydów nikotynamido­ adeninowych w wątrobie szczurów zatrutych akrylonitrylem /dane dotyczą doświadczenia podstawowego/

Zawartość dwunukleotydów wyrażona w nraolach/g. Słupki puste = kontrola, słupki zakreskowane a akrylonitryl. Strzałkami ozna­ czono różnice istotne statystycznie w stosunku do kontroli

III.4*4. Omówienie w.yników

Zgodnie z przeprowadzonymi badaniami w ostrym zatruciu akry­ lonitrylem dochodzi głównie do zmian stanu oksydoredukcyjnego dwunukleotydów nikotynamidoadeninowych. Całkowita zawartość tych dwunukleotydów nie ulega zmianom w mózgu szczurów zatrutych, na­ tomiast we krwi wykazuje tendencję wzrostową. Zawartość dwunu­ kleotydów nikotynamidoadeninowych / w szczególności NAD4/ w wą­ trobie szczurów zatrutych ulega wahaniom w obydwu kierunkach i na podstawie dotychczas uzyskiwanych wyników nie można tego .zjawiska uzasadnić. Możliwe, że podobnie jak w ostrych zatruciach

malonianem i hydrochinonem /277/ zawartość NAD4 w wątrobie wzras­ ta do pewnego etapu zatrucia, po czym ulega obniżeniu. Mimo wa-hań w zawartości NAD"1' i NADH+H4 w wątrobie, stosunek —

NADH+H

jest zawsze niższy u zwierząt zatrutych,co sugeruje ogólnie, że w tej tkance utlenianie NADH+H4 nie ulega zahamowaniu. Jest to zgodne z koncepcją,że akrylonitryl hamuje włączanie pirogronianu w cykl kwasów trójkarboksylowych bez powstawania "stanu anaerobo- wego" /1 0 1/•

Jednakże w mózgu szczurów zatrutych akrylonitrylem wykazano wzrost stosunku dwunukleotydów utlenionych do zredukowanych, bar­ dzo wyraźny w okresie głębokich objawów zatrucia /okres drgawko­ wy/. Ten kierunek zmian pozwala przypuszczać, że w mózgu akrylo­ nitryl hamuje utlenianie NADH+H4 , czyli miejsce jego działania znajduje się między NADH+H4 i tlenem włącznie. Tą teze potwierdza hamowanie przez akrylonitryl oksydoreduktazy ferrocytochrom c : tlen /274/« Kierunek zmian stanu oksydoredukcyjnego

dwunukleoty-dów nikotynamidoadeninowych w mózgu szczurów zatrutych akryloni­ trylem /wykazany w tych badaniach/ nie jest jednak zgodny z kie­ runkiem zmian układu pirogronian-mleczan, stwierdzonych przez Hashimoto i wsp. /101 /, na podstawie których autorzy ci wykluczy­ li możliwość powstawania "stanu anaerobowego" w mózgu.

Z tego względu wydaje się, że biochemiczny mechanizm os­ trych zatruć akrylonitrylem pozostaje w dalszym ciągu otwarty a pełne udowodnienie hipotezy o hamowaniu przez ten związek łańcucha oddechowego wymaga dodatkowych dowodów bezpośrednich.

III.5. ZMIANY ZAWARTOŚCI I STANU OKSYDOREDUKCYJWEGO DWUNUKLEOTY-