ROCZN. PZH, 1999, 50, N R 3, 307-311
ANNA ŁU K ASZEW IC Z-HU SSAIN, JANINA M ONIUSZKO-JAKONIUK
WPŁYW Z A T R U C IA O S T R E G O C H L O R F E N W IN F O S E M N A A K T Y W N O Ś Ć EN Z Y M Ó W A N T Y O K SY D A C Y JN Y C H O R A Z S T Ę Ż E N IE D IA L D E H Y D U
M A L O N O W E G O U S Z C Z U R Ó W
EFFECT O F A C U T E IN TO X IC A TIO N W ITH C H L O R FEN V IN PH O S ON A CTIVITY OF A N TIO X ID A NT E N ZY M ES AND C O N CEN TRA TIO N O F M A LO N D IA LD EH Y D
IN RATS
Zakład Toksykologii, A kadem ia Medyczna w Białymstoku Białystok, ul. Mickiewicza 2c
Kierownik: prof. dr hab. J. Moniuszko-Jakoniuk
Zbadano wpływ podania chlorfenwinfosu w jednorazowej dużej dawce na aktywność enzymów antyoksydacyjnych i stężenie diadehydu malonowego we krwi szczurów.
WSTĘP
Chlorfenw infos należy do grupy insektycydów fosforoorganicznych, związków szero ko stosowanych w rolnictw ie.
Główny m echanizm działania związków fosforoorganicznych polega na ham ow aniu aktywności acetylocholinoesterazy (A C hE ), cholinoestrazy niespecyficznej (C h E ), w wyniku czego dochodzi d o kum ulacji acetylocholiny w tkankach (A C h) i zaburzenia procesów fizjologicznych [5, 8 , 9, 10].
W zatruciu chlorfenw infosem dochodzi też, w skutek niedotlenienia, do uszkodzenia wielu tk an ek i narządów , w tym wątroby [5, 9, 10]. W e krwi obserw uje się kwasicę mleczanową (w 1 i 24h) charakterystyczną przy ostrym tkankowym niedoborze tlenu [ Ю ] .
Celem pracy było spraw dzenie, czy w uszkodzeniu tkanek m ają swój udział w olne rodniki i następow a peroksydacja lipidów występująca jako skutek reoksydacji tkanek. W pierwszym etap ie b ad ań oceniano aktywność enzymów antyoksydacyjnych oraz stężenie dialdehydu m alonow ego we krwi.
M ATERIAŁY I M ETODYKA
Badania wykonano na szczurach samcach rasy Wistar o masie ciała 200-230 g. Szczurom podawano ciepły roztwór olejowy chlorwenwinfosu w dawce V2 LD 50, sondą do żołądka, a grupie kontrolnej równoważną objętość oleju. M ateriał do badań - krew z serca pobierano w 1, 24 1 48 h po zatruciu.
Wykonano oznaczenia aktywności następujących enzymów:
- dysmutazy ponadtlenkowej (SOD) w erytrocytach przy użyciu gotowych zestawów firmy Randox,
о - istotne statystycznie do grup 2,3.
DYSKUSJA
W o stry m z a tru c iu d u ż ą d aw k ą c h lo rfen w in fo su stw ie rd z o n o zm ian y aktyw ności enzy m ó w antyoksydacyjnych, ja k i stę ż e ń M D A w e krwi za tru w an y ch szczurów .
Ostre zatrucie chlorfenwinfosem 309
Z wcześniejszych bad ań wynika, że w ostrym zatruciu tym związkiem dochodzi do
uszkodzenia w ątroby będącego wynikiem niedotlenienia [9, 10]. W e krwi obserw ow ano kwasicę m leczanow ą w 1 i 24 h zatrucia oraz znaczny w zrost stężenia glukozy utrzy mujący się do 48 h po zatruciu chlorfenw infosem w dawce '/2 L D50 [10].
Występujące n ied o tlen ien ie i ponow na reoksydacja tkanek m oże być źródłem w ol nych rodników.
W niniejszej pracy stw ierdzono obniżenie stężenia M D A - czułego w skaźnika per- oksydacji lipidów - w 1 h i 24 h dośw iadczenia, w 48 h natom iast w artość tego p a ra metru wracała do w artości obserwowanych w grupie kontrolnej. O bniżenie stężenia dialdehydu m alonow ego w pierwszym okresie po zatruciu związana jest jak się wydaje z występującym w tym okresie ostrym niedotlenieniem .
Chlorfenwinfos pow odow ał wzrost aktywności SO D w 24 h, a obniżenie jej ak tywności w 48 h dośw iadczenia.
Uważa się, że w zrost syntezy i aktywności SO D w ystępuje przy hipoksji [14] co dodatkowo potw ierdza obserw acje dotyczące zaham ow ania M D A we krwi. M echanizm katalizy przeprow adzonej przez SO D sugeruje, że enzym ten jest niekom pletnym antyoksydantem, zapobiegającym działaniu wolnego rodnika tlenow ego (O2), a biolo gicznie jego działanie poprzez H2O2 związane jest z działaniem katalazy [6, 13]. W niniejszych badaniach obserw ow ano istotny statystycznie w zrost aktywności katalazy w stosunku do w artości grupy kontrolow anej w całym okresie dośw iadczenia. N aj wyższą aktywność obserw ow ano w 24 h, a w 8 h aktywność tego enzymu była niższa niż w początkowym okresie eksperym entu, jednakże zmiany te nie miały cech istotności statystycznej. Funkcją katalazy jest usuw anie H2O2, pow stałego w wyniku badań dehyd rogenaz tlenowych. Z danych literaturow ych wynika, że obecność H2O2 ham uje ak tywność dysmutazy, a obecność O2 ham uje działanie katalazy [6, 7] Pigeolet i wsp. [12] stwierdził, że m oże dochodzić do inaktywacji SO D , CAT, G P X przez produkty ich własnych reakcji w obecności wysokich stężeń nadtlenku w odoru czy rodnika hydro ksylowego.
W ydaje się, że tym zjawiskiem m ożna tłumaczyć uzyskanie w niniejszej pracy zmiany aktywności SO D i CAT. W wyniku niedotlenienia dochodzi do w zrostu aktywności SOD (24 h) co prow adzi do wzrostu stężenia nadtlenku w odoru. R odnik ten nie jest wystarczająco wydajnie usuwalny przez katalzę, a to prow adzi do zaham ow ania ak tywności SO D w 48 h. W wyniku tego procesu m oże dochodzić do nagrom adzenia O2, co daje obniżenie aktywności katalazy w 48 h doświadczenia.
Enzymem odpow iedzialnym za rozkład nadtlenków lipidów je st G PX . Enzym ten chroni błony kom órkow e przed uszkodzeniem peroksydacyjnym . Chow i Tappel [4] sugerują, że aktywność G P X pow iązana jest z aktywnością G -6-P-D H w przeciw dzia łaniu peroksydacyjnem u uszkodzeniu tkanek przez oksydanty. G P X przekształca to k syczne nadtlenki lipidów do alkoholi lipidowych wykorzystując równoważniki redukcyj- ne generow ane przez G -6-P-D H . W reakcjach katalizowanych przez peroksydazę glu- tationową w końcowym etap ie dochodzi do odłączenia cząsteczki utlenionego glutatio- nu.
W przeprow adzonych badaniach stw ierdzono, że w surowicy krwi istotnie sta tystycznie w zrasta aktywność G -6-P-D H w 24 i 48 h po intoksykacji, natom iast ak tywność G P X nie zm ieniała się istotnie statystycznie. A ktywność innego b adanego
enzym u G R - enzym u odpow iedzialnego za przejście glutationu u tlenionego do formy zredukow anej (G S H ) obniżała się. S padek stężenia form y zredukow anej G S H prowadzi do szybkiej kum ulacji nadtlenków lipidów w kom órce [13].
U zyskane wyniki tru d n o jest porów nać z danymi literaturow ym i, gdyż prac doty czących zachow ania enzymów antyoksydacyjnych w zatruciu insekcydam i fosforoorga nicznymi jest bardzo niewiele. Kalski i wsp. [5] nie stwierdził zm ian aktywności SOD we krwi w 1 i 24 h po zatruciu som anem , natom iast inny a u to r stw ierdził jej obniżenie pod wpływem insekcydu fosforoorganicznego [1].
P o d su m o w u jąc należy stw ierdzić, że o bserw ow ane zm iany aktyw ności enzymów i stęże ń M D A we krwi p o tw ierd z ają z je d n e j strony n ie d o tle n ie n ie w y stępujące do 24 h po zatruciu, z drugiej zaś m ogą świadczyć o reoksydacji w późniejszym okresie po intoksykacji.
P roces reoksydacji przywracający właściwy m etabolizm tlenowy po okresie nied o t lenienia m oże prow adzić do dalszych uszkodzeń [13]. M ogą o tym świadczyć uzyskane wyniki - w zrost stężenia M D A czy obniżenie stężenia reduktazy glutationow ej. A . Ł u k a s i e w i c z - H u s s a i n , J . M o n i u s z k o - J a k o n i u k
E FF E C T O F A C U T E IN TO X IC A TIO N W ITH C H LO R FEN V IN PH O S O N A CTIVY OF A N TIO X ID A N T ENZYM ES AND CO N CEN TRA TIO N O F M A LO N D IA LD EH Y D IN
RATS
Summary
The aim of this paper was examination of the influence of chlorfenvinphos on the activity of an antioxidant enzymes in the blood and concentration of the serum malonondialdehyd in rats.
It were found increase of the activity of SOD in 24 h and decrease in the 48 h; increase CAT activity, decrease G R activity in the 48 h and increase of G-6-P-DH activity in the 24 and 48 h after intoxication. Activity of GPX did not change statistically significant. It was observed decrease of M D A concentration in the serum in 1 and 24 h after intoxication and return to value in the control groups in the 48 h.
It can be concluded that the changes of the activity of enzymes and concentration o f MDA in the blood indicates hypoxia in the first period of intoxication (to 24 h) and reoxidation process in the later period.
PIŚM IENNICTW O
1. Adam ski Z., Ziemniecki К., Lesicki A., Czemiewski E.: Wpływ fenitrotionu na aktywność wybranych enzymów antyoksydacyjnych podczas rozwoju larwalnego Spodoptea exigna Hub ner. Pestycydy, 1996, 4, 31-21.
2. Aebi H.E.: M ethods of enzymatic analysis. Verlag Chemie. 1983, 3, 273. 3. Buege J.A. and A ust S.: M ethods Enzymologic 1978, 5, 52, 02.
4. Chow C.K., Tappel A.L.: An enzymatic protective mechanizm against lipid peroxidation dam age to lung of ozone - exposed rats. Lipids 1972, 7, 518-523.
5. Kalski A., Ścianowski J., Smok: oznaczenie aktywności dysmutazy ponadtlenkowej, stężenie diadehydu malonowego we krwi i narządach wewnętrznych szczurów zatrutych somanem- XVII Naukowy zjazd P.T. Farmaceutycznego. Kraków, wrzesień 1998, 181.
6. Kono Y., Fridowich J.: Superoxide radicals inhibits catalase. J. Biol. Chem., 1982, 257, 5751-5754.
Ostre zatrucie chlorfenwinfosem 311 7. Laszlo A., Matkovits В., Varge Sz. J., Wittman Т., Fazekas Т.: Changes in lipid peroxidation
and antioxidant enzyme activity of human red blood cells after myocardial infarction. Clin. Chim. A kta 1991, 203, 413^11b.
8. Łukaszewicz-Hussain A., Moniuszko-Jakoniuk J.: Zmiany aktywności am inotransferaz w su rowicy krwi i frakcjach hom ogenatu wątroby w zatruciu chlorfenwinfosem. Bromat. Chem. Toksykol. 1996, 29, 279-281.
9. Łukaszewicz-Hussain A., Moniuszko-Jakoniuk J:. Procesy glikolityczne w wątrobie szczura w zatruciu chlorfenwinfosem. Med. Pracy 1997, 5, 579.
10. Łukaszewicz-Hussain A., A., Chyczewski L., Moniuszko-Jakoniuk J.: Stężenie mleczanów i glukozy w surowicy krwi oraz glikogenu w wątrobie w ostrym zatruciu chlorfenwinfosem. Bromat. Chem Toksykol. 1998, 31, 251-258.
11. Panganmaia R.V., Miler I.S., Shanma H.M., Ahrens P.A., Canary J.J.: Differential inhibitory effect of vitamin E and o ther antioxidants on prostaglandin synthetase platelet aggregation and lipoxydase. Prostaglandis 1977. 14, 261-271.
12. Pigeolet E., Corblsier., Houbion A.: Glutathione peroxidase, superoxide dism utase and catalase inactivation by peroxides and oxygen derived free radicals. Mechanism of Ageing and Development 1990, 51-283-297.
13. Skłodowska М.: Antyoksydacyjna obrona organizmu na podstawie enzymatycznych i nieen- zymatycznch składników krwi. Badania epidemiologiczne regionu łódzkiego. Uniwersytet Łódzki - Łódź 1997.
14. Tsan M.F.: Superoxidase dismutase and pulmonary oxygen toxicity. P.S.E.B.M 1993, 203, 286-290.
