Защитные эффекты янтарной кислоты при воздействии переменного магнитного поля низкой частоты в эксперименте

Введение. Необходимость моделирования оксидативного стресса в эксперименте воздействием переменного магнитного поля низкой частоты связана с постоянным увеличением электромагнитной нагрузки на теплокровный организм ввиду ежегодного ухудшения электромагнитного состояния внешней среды. Переменное магнитное поле низкой частоты запускает каскад биохимических реакций у лабораторных животных, изменяющих гомеостаз на фоне повышения интенсивности свободнорадикального (перекисного) окисления липидов биомембран. Препараты, содержащие янтарную кислоту, обладают антиоксидантным, антигипоксантным, актопротекторным и стресс-протективным действием, апробированным в различных модельных системах, однако отсутствие данных об эффективности янтарной кислоты в условиях воздействия переменного магнитного поля стало основанием для проведения настоящего эксперимента. Цель данного исследования — определение защитных эффектов янтарной кислоты при воздействии переменного магнитного поля низкой частоты на лабораторных крыс.

Материалы и методы. Объектом исследования стали 90 белых беспородных крыс-самцов массой 200–250 г, разделенные на три группы: 1-я группа — интактная, животные находились в стандартных условиях вивария и каким-либо воздействиям не подвергались; 2-я группа — контрольная, крыс подвергали воздействию переменного магнитного поля низкой частоты (ПМП НЧ) в течение 21 дня ежедневно по 3 часа на фоне предварительного ежедневного внутрибрюшинного введения животным непосредственно перед воздействием ПМП НЧ 0,9 % раствора натрия хлорида в дозе 1 мл/кг; 3-я группа — опытная, крысам перед воздействием ПМП НЧ ежедневно внутрибрюшинно вводили янтарную кислоту в дозе 100 мг/кг (1 мл/кг) в течение 21 дня. Воздействие переменного магнитного поля низкой частоты осуществляли с помощью системы колец Гельмгольца (диаметр 1 м), запитанной от источника переменного тока частотой 50 Гц, с индукцией магнитного поля 0,4 мТл, при этом клетки с животными помещали в центре установки. Актопротекторную активность янтарной кислоты определяли на 7-й, 14-й и 21-й дни от начала эксперимента по длительности плавания крыс в воде. Антиоксидантную активность — о концентрации диеновых конъюгатов, гидроперекисей липидов, малонового диальдегида, церулоплазмина, витамина Е в плазме крови крыс по общепринятым методикам. Стресс-протективную активность — по массе надпочечников, вилочковой железы, селезёнки и количеству эрозивных дефектов на поверхности слизистой оболочки желудка.

Результаты исследования. Данные эксперимента подтвердили актопротекторную активность янтарной кислоты — длительность плавания крыс опытной группы увеличилась на 25–37 % по сравнению с контролем. Антиоксидантная активность янтарной кислоты в условиях магнитной индукции проявилась в снижении концентрации продуктов липопероксидации на фоне повышения уровня церулоплазмина в крови крыс опытной группы в сравнении с животными контрольной группы. Введение янтарной кислоты в брюшину крыс опытной группы в условиях воздействия переменного магнитного поля низкой частоты предупредило инволюцию вилочковой железы на 45 % (7-й день), 56 % (14-й день), 71 % (21-й день) и селезёнки на 52 %, 58 % и 66 % соответственно на фоне уменьшения количества эрозивно-язвенных дефектов на поверхности слизистой оболочки желудка в 2,5–4 раза в сравнении с животными контрольной группы.

Обсуждение и заключение. Подтверждены защитные эффекты янтарной кислоты при воздействии переменного магнитного поля низкой частоты, сочетающие стресс-протективное, актопротекторное и антиоксидантное действие экзогенного сукцината. Способность янтарной кислоты препятствовать негативным изменениям во внутренних органах, вызванным магнитной нагрузкой, базируется на статистически значимом превышении коэффициентов массы вилочковой железы и селезёнки в опытной группе, по сравнению с контрольной, на фоне меньшего количества эрозивных дефектов на поверхности слизистой оболочки желудка. Янтарная кислота снижает интенсивность процессов перекисного окисления липидов в условиях магнитного воздействия за счет уменьшения содержания продуктов липопероксидации и повышения уровня церулоплазмина в крови животных.

1. Косолапов В.А., Трегубова И.А. Моделирование стресса в эксперименте. Лекарственный вестник. 2022;23(2):17–19.

2. Петренев Д.Р. Реакции перитонеальных макрофагов крыс на продолжительное воздействие переменного магнитного поля низкой частоты 50 Гц. Известия Гомельского государственного университета имени Ф. Скорины. 2015;(6(93)):147–149.

3. Рапиев Р.А., Маннапова Р.Т. Биохимический статус организма животных как компенсаторно-регуляторная реакция на фоне действия стресса. Фундаментальные исследования. 2013;(10–12):2663–2666.

4. Ширяева Н.В., Вайдо А.И., Щеголев Б.Ф. Влияние неионизирующих электромагнитных излучений на ориентировочно-исследовательскую активность и эмоциональность крыс с различной возбудимостью нервной системы. В: Тезисы докладов участников Республиканской конференции с международным участием, посвященной 110-летию со дня рождения В.А. Бандарина «Физико-химическая биология как основа современной медицины». Минск: Белорусский государственный медицинский университет; 2019. С. 148–150.

5. Karthick T, Sengottuvelu S, Haja Sherief S, Duraisami. A Review: Biological Effects of Magnetic Fields on Rodents. Scholars Journal of Applied Medical Sciences (SJAMS). 2017;5(4E):1569–1580. URL: https://www.saspublishers.com/media/articles/SJAMS_54E1569-1580.pdf (accessed: 01.05.2024).

6. Anenberg S, Haines S, Wang E. Synergistic Health Effects of Air Pollution, Temperature, and Pollen Exposure: A Systematic Review of Epidemiological Evidence. Environmental health. 2020;1(19):130. https://doi.org/10.1186/s12940-020-00681-z

7. Лашин А.П., Симонова Н.В., Симонова Н.П. Фитопрофилактика диспепсии у новорожденных телят. Вестник КрасГАУ. 2015;(9(108)):189–192.

8. Pirotta E, Thomas L, Costa DP, Hall AJ, Harris CM, Harwood J, et al. Understanding the Combined Effects of Multiple Stressors: A New Perspective on a Longstanding Challenge. Science of the Total Environment. 2022;821:153322. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.153322

9. Лашин А.П., Симонова Н.В. Фитопрепараты в коррекции окислительного стресса у телят. Дальневосточный аграрный вестник. 2017;(4(44)):131–135.

10. Adjirackor NA, Harvey KE, Harvey SC. Eukaryotic Response to Hypothermia in Relation to Integrated Stress Responses. Cell Stress and Chaperones. 2020;25(6):833–846. https://doi.org/10.1007/s12192-020-01135-8

11. Ганапольский В.П., Агафонов П.В., Матыцын В.О. Моделирование холодо-стрессовой дезадаптации у крыс с целью разработки методов ее фармакологической коррекции. Российские биомедицинские исследования. 2022;7(1):3–15. https://doi.org/10.56871/2489.2022.64.64.001

12. Cerri M, Mastrotto M, Tupone D, Martelli D, Luppi M, Perez E, et al. The Inhibition of Neurons in the Central Nervous Pathways for Thermoregulatory Cold Defense Induces a Suspended Animation State in the Rat. The Journal of Neuroscience. 2013;33(7):2984–2993. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.3596-12.2013

13. Доровских В.А., Ли О.Н., Симонова Н.В., Штарберг М.А., Бугреева Т.А. Ремаксол в коррекции процессов перекисного окисления липидов биомембран, индуцированных холодовым воздействием. Якутский медицинский журнал. 2015;(4(52)):21–24.

14. Lee TK, Kim DW, Sim H, Lee JC, Kim HI, Shin MC, et al. Hyperthermia Accelerates Neuronal Loss Differently between the Hippocampal CA1 and CA2/3 through Different HIF-1α Expression after Transient Ischemia in Gerbils. International Journal of Molecular Medicine. 2022;49(4):55. https://doi.org/10.3892/ijmm.2022.5111

15. Foster J, Hodder SG, Lloyd AB, Havenith G. Individual Responses to Heat Stress: Implications for Hyperthermia and Physical Work Capacity. Frontiers in Physiology. 2020;11:541483. https://doi.org/10.3389/fphys.2020.541483

16. Приходько В.А., Селизарова Н.О., Оковитый С.В. Молекулярные механизмы развития гипоксии и адаптации к ней. Часть I. Архив патологии. 2021;83(2):52–61. https://doi.org/10.17116/patol20218302152

17. Приходько В.А., Селизарова Н.О., Оковитый С.В. Молекулярные механизмы развития гипоксии и адаптации к ней. Часть II. Архив патологии. 2021;83(3):62–69. https://doi.org/10.17116/patol20218303162

18. Cerri M. The Central Control of Energy Expenditure: Exploiting Torpor for Medical Applications. Annual Review of Physiology. 2017;79:167–186. https://doi.org/10.1146/annurev-physiol-022516-034133

19. Deev RV, Bilyalov AI, Zhampeisov TM. Modern Ideas about Cell Death. Genes and Cells. 2018; 13(1):6–19. https://doi.org/10.23868/201805001

20. Semenza GL. Pharmacologic Targeting of Hypoxia-Inducible Factors. Annual Review of Pharmacology and Toxicology. 2019;59:379–403. https://doi.org/10.1146/annurev-pharmtox-010818-021637

21. Стальная И.Д. Метод определения диеновой конъюгации ненасыщенных высших жирных кислот. В кн.: Современные методы в биохимии. Москва: Медицина; 1977. С. 63–64.

22. Романова Л.А., Стальная И.Д. Метод определения гидроперекисей липидов с помощью тиоциаиата аммония. В кн.: Современные методы в биохимии. Москва: Медицина; 1977. С. 64–65.

23. Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты. В кн.: Современные методы в биохимии. Москва: Медицина; 1977. С. 66−68.

24. Колб В.Г., Камышников В.С. Клиническая биохимия. Минск: Беларусь; 1976. 311 с.

25. Кисилевич Р.Ж., Скварко С.И. Определение витамина Е в сыворотке крови. Лабораторное дело. 1972;(8):473–475.