Influența compușilor de bor asupra tulburărilor hemoreologice induse de crom la șobolani

Marat Iztleuov, Azhar Zhexenova, Saule Abdildayeva, Gulmira Iztleuova, Aliya Zhiengalieva, Akmaral Altayeva, Gulaym Taskozhina, Jamila Jumagalieva, Zhanat Umirzakova, Mahabbat Shurenova și Akmoldir Sisembayeva

compușilor

West Kazakhstan Marat Ospanov State Medical University, Aktobe, Kazakhstan.

Autor corespondent E-mail: [email protected]

Abstract

Autorii acestui studiu au evaluat influența protectoare a acidului boric asupra tulburărilor de reologie sanguină induse de crom. Experimentul a fost efectuat pe șobolani Wistar, care au fost împărțiți în trei grupe: Grupul 1 - grupul de control; Grupa 2 - șobolani cu tulburări simulate de hemoreologie induse de crom; Grupa 3 - șobolani, în care acidul boric a fost administrat pe parcursul a 10 zile pe fondul tulburărilor hemoreologice induse de crom. La șobolanii cu tulburări simulate de hemoreologie induse de crom, s-a putut observa o scădere a deformabilității globulelor roșii și a nivelului hematocritului pe fondul agregării crescute, hemolizei peroxidului și a fragilității osmotice a globulelor roșii din sânge. În cel de-al treilea grup, aplicarea corectivă a acidului boric a inhibat dezvoltarea tulburărilor reologice ale sângelui, adică a fost dezvăluită acțiunea sa de protecție.

Cuvinte cheie

Acid boric; Hemoreologie; Dicromat de potasiu; Șobolan de acțiune de protecție;

Iztleuov M, Zhexenova A, Abdildayeva S, Iztleuova G, Zhiengalieva A, Altayeva A, Taskozhina G, Jumagalieva J, Umirzakova Z, Shurenova M, Sisembayeva A. Influența compușilor de bor asupra tulburărilor de hemoreologie induse de crom. Biomed Pharmacol J 2017; 10 (4).

Iztleuov M, Zhexenova A, Abdildayeva S, Iztleuova G, Zhiengalieva A, Altayeva A, Taskozhina G, Jumagalieva J, Umirzakova Z, Shurenova M, Sisembayeva A. Influența compușilor de bor asupra tulburărilor hemoreologice induse de crom. Biomed Pharmacol J 2017; 10 (4). Disponibil de pe: http://biomedpharmajournal.org/?p=17808

Introducere

Schimbările cantitative și calitative ale reologiei sângelui apar sub impactul substanțelor chimice industriale și aceste schimbări reflectă profilul lor chimic (Krivokhizhina, și colab., 2006). Deoarece celulele roșii din sânge produc 93% din elementele formate, modificările proprietăților fizico-chimice împiedică implementarea funcției lor principale - transportul oxigenului în microvasculatură, ceea ce duce la dezvoltarea hipoxiei tisulare (lipsa transferului de oxigen sau întreruperea eliberării acestuia, scăderea activității redox, dezvoltarea modificărilor structurale și calitative ale membranelor celulare (Khetsuriani și Kipiani, 2002; Lukyanova, 2003), risc crescut de boli cardiovasculare și complicații relevante (Lowe, și colab., 1997), precum și boli cerebrovasculare ischemice ( Szapary, și colab., 2004). Proprietățile reologice ale sângelui depind de mulți factori (Ormotsadze și Nadareishvili, 2002); se pot schimba sub impactul diferiților factori de stres (Gyawali, și colab., 2015) și substanțe chimice (Zairova și colab., 2006; Kotelnikov și Kotelnikova, 2005; Zimetti și colab., 2006; Pagano și Faggio, 2015).

Cromul este un microelement autoexistent. Valența sa Cr +3 sau Cr +6 influențează absorbția. Gradul de oxidare și solubilitatea compușilor de crom determină toxicitatea acestora. Impactul cromului hexavalent Cr +6 are o serie de efecte negative, inclusiv neurotoxicitatea, hepatotoxicitatea, cardiotoxicitatea, toxicitatea renală, genotoxicitatea, carcinogenitatea, imunotoxicitatea, precum și dezvoltarea anemiei hipocromice microcitice (Kawanish și colab., 2002; O'Brien și colab., 2003; Bazarbekova, 2002; Sudha și colab., 2011; Stout și colab., 2009). Odată ajuns în celulă, Cr +6 este restabilit la Cr +3; acest lucru este însoțit de generarea de intermediari reactivi ai oxigenului, care determină oxidarea macromoleculelor precum ADN-ul și lipidele (Aruldhas și colab., 2005; Wise și colab., 2008; Wang și colab., 2011; Iztleuov, 2003; Iztleuov și colab. ., 2011) și induc leziuni ale țesuturilor în mai multe organe, cum ar fi ficatul, pancreasul, rinichii și sistemul sanguin-vascular (Stout și colab., 2009; Solis-Heredia și colab., 2000; Bagchi și colab., 2002; Fatima și colab., 2005). Diferite persoane sunt expuse la concentrații ridicate de Cr +6 profesional, ecologic sau intern (Mamyrbayev, 2012).

Borul este un element auto-existent condiționat. Bineînțeles, există sub formă de borați. Concentrațiile fiziologice ale compușilor de bor afectează o gamă largă de procese metabolice (Hunt, 1998), care este „aparent” asociată cu efectele lor antioxidante (Turkez și colab., 2007; Hu și colab., 2014). Compușii de bor au proprietăți antiinflamatorii, antitumorale și hipolipidemice (Barronco și colab., 2008). În plus, acești compuși nu sunt genotoxici (Ornat și Konur, 2004; Oto și colab., 2015).

Impactul dăunător al stresului oxidativ indus de Cr +6 este cauzat în principal de un radical hidroxil, care dăunează macromoleculelor, formează legături încrucișate proteice care promovează denaturarea și agregarea proteinelor. În plus, provoacă formarea radicalilor secundari prin reacția cu compuși cu molecule scăzute (Iztleuov, 2004). Stresul oxidativ se dezvoltă atunci când conținutul de antioxidanți este redus (Tapiero și colab., 2004). Antioxidanții pot proteja celulele de radicalii liberi în prezența stresului oxidativ indus de metal (Valko și colab., 2005). Odată ajuns în corp, acidul boric (compușii borului) îmbunătățește echilibrul prooxidant - antioxidant (Bolanos și colab., 2004; Turkez, 2008) și crește activitatea enzimelor antioxidante, neutralizând astfel intermediarii oxigenului reactiv, eliminând și prevenind deteriorarea oxidativă a celulei. membrane în macromolecule. Cu toate acestea, acțiunea de protecție a compușilor de bor în prezența tulburărilor de hemoreologie induse de crom.

Scopul acestui studiu a fost evaluarea influenței protectoare a acidului boric asupra tulburărilor de reologie sanguină induse de crom.

Materiale și metodă

Au fost efectuate experimente pe 24 de șobolani masculi Wistar cu greutatea de 190 - 220 g. Animalele au fost ținute în cuști de plastic, respectând un anumit regim de lumină (perioade de 12 ore de lumină/12 ore de întuneric) la o temperatură de 23 - 25 0 C, cu acces gratuit la alimente și apă. Experimentele au fost efectuate în dimineața (9 AM - 12 PM). Toate manipulările au fost efectuate în conformitate cu Convenția europeană pentru protecția animalelor vertebrate utilizate în scopuri experimentale și în alte scopuri științifice (Strasburg: Consiliul Europei, 1986). Programul acestui experiment a fost discutat și aprobat de comitetul de etică regional al Universității de stat de stat Marat Ospanov din Kazahstanul de Vest.

La zece zile după aclimatizare, animalele au fost împărțite aleatoriu în trei grupuri (opt șobolani în fiecare grup): primul grup a cuprins șobolani intacti (martor), al doilea și al treilea grup a cuprins animale cu hemorheologie simulată indusă de crom (diselementoză) cauzată de o singură injecție intraperitoneală de dicromat de potasiu K2Cr2O7, achiziționat de la LLP „Chimie și tehnologie” (Kazahstan) la o rată de 14 mg/kg greutate corporală (0,5LD50). Spre deosebire de al doilea grup, acidul boric H3BO3 cumpărat de la OJSC „Farmak” (Ucraina) a fost administrat pe cale orală după K2Cr2O7 la șobolanii din al treilea grup - 5,0 mg/kg de greutate corporală timp de 10 zile. Selecția dozelor, căile de administrare și durata au fost confirmate în studii anterioare (Iztleuov și colab., 2011) și alese în conformitate cu datele relevante din literatura de specialitate (Moore, 1997; Pahl și colab., 2005).

Animalele experimentale erau sub anestezie cu eter. Sângele a fost colectat din inimă folosind ace siliconate. Proprietățile reologice ale globulelor roșii au fost evaluate prin indicele de deformabilitate a eritrocitelor (EDI), coeficientul de agregare a eritrocitelor (EAC), prin hemoliza peroxidului eritrocitar (EPH), hematocritul (Ht), precum și prin fragilitatea osmotică a eritrocitelor (EOF).

Indicele de deformabilitate a eritrocitelor a fost determinat folosind metoda dezvoltată de Zakharova N.B., Tselik NI și Klyachkin ML. (1989). Această metodă implică prepararea suspensiei de eritrocite de 60% și 0,02 pl (20 pl) din suspensie se aplică pe o hârtie de filtru cu diametrul porilor de 4 ± 1 pl. După 60 de secunde, se măsoară diametrul petei (D1). Apoi, după 60 de secunde, 20 uL (0,02 ul) dintr-o suspensie de 60% se aplică din nou la centrul punctului obținut și diametrul spotului (D2) este măsurat din nou. Indicele de deformabilitate a eritrocitelor se calculează utilizând următoarea formulă:

Coeficientul de agregare a eritrocitelor (EAC) a fost determinat folosind metoda dezvoltată de V.A. Lapotnikov și LM Kharash (1982).

Această metodă implică următoarele: agregatele eritrocitare dintr-o probă de sânge sunt fixate de formalină. Diferența de greutate a agregatelor eritrocitare fixate de formalină și celule unice determină modificări ale ratei de sedimentare a eritrocitelor (VSH) în comparație cu eșantionul de control fără formalină. Pentru a determina agregarea eritrocitelor, autorii au utilizat tampon fosfat 0,1 M cu pH 7,4, EDTA 0,077 M (etilendiaminetetraacetat) 4% formalină clarificată. Acești reactivi au fost utilizați pentru a prepara soluții de lucru: soluția nr. 1 - 3 ml EDTA 0,077 M, 5,0 ofl de 4% formalină clarificată, 12,0 pl de tampon fosfat 0,1 M, pH - 7,4. Soluția nr. 2 - 3,0 μl 0,077 M EDTA, 17 μl tampon fosfat 0,1 M, pH - 7,4. Secvența procedurilor: folosind ace siliconate, sângele cu 0,5 µl (500 µl) este turnat în două tuburi de centrifugă care conțin 2 (l de soluție nr. 1 și nr. 2, respectiv. După ce sângele a fost amestecat cu ambele soluții, VSH a fost determinată în fiecare probă folosind incubatorul la 37 0 C.

Determinarea hemolizei peroxidice a membranelor eritrocitare a fost efectuată conform metodei dezvoltate de A.A. Pokrovskiy și A.A. Abrarov (1964), care este o macrometodă modificată dezvoltată de Gyorgy P., Cogan G., Rose C.S (1952).

Modificarea a determinat determinarea spectrofotometrică (l = 543 nm) a conținutului de eritrocite, hemolizat în condiții standard sub impactul peroxidului de hidrogen (H2O2). Utilizarea ultra-microanalizei a fost o caracteristică specifică a acestei metode modificate, care a redus semnificativ volumul de sânge (20 µl, 0,02 µl) necesar pentru acest experiment.

Nivelul hematocritului a fost măsurat cu ajutorul analizatorului hematologic automat CELL-DYN Ruby (Abbott, SUA).

Fragilitatea osmotică a eritrocitelor a fost determinată prin metoda Daisy (Todorov, 1968).

Secvența procedurilor: soluția de bază (NaCI - 180,0 g, Na2HPO4 -27,31 g, NaH2PO4 ∙ 2H2O - 4,86 ​​g, Aquae dest - 2000,0 ml (2,0 l), pH -7, 4) a fost utilizată pentru a prepara diluții corespunzătoare 0,85; 0,55; 0,5; 0,45; 0,4; 0,35 și 0,3% NaCl. 5,0 pl din fiecare diluție au fost introduse într-un număr de tuburi de centrifugă și apoi s-au adăugat 50 pl (0,05 pl) de sânge, s-au amestecat și s-au lăsat cel puțin 30 de minute la temperatura camerei. Ulterior, aceste diluții au fost centrifugate timp de 5 minute la 2000 rpm (700 g). Densitatea optică a supernatantului a fost măsurată la o lungime de undă de 543 nm utilizând un spectrofotometru „Genesys -5” (SUA).

Hemoliza celulară a fost calculată procentual în raport cu hemoliza 100% indusă de 0,1% soluție de NaCI.

Tabelul 1: Impactul acidului boric asupra unor tulburări de reologie a sângelui induse de crom la șobolani

Eventual, există un alt mecanism - impactul direct și imediat, care implică tulburări de hematopoieză sub influența compușilor de bor, care, la rândul lor, influențează proprietățile fizice și chimice ale sângelui (Oto și colab., 2015). Borul în doze mici (40 și 80 mg/l) poate stimula sinteza eritropoiezei și a hemoglobinei (Feng și colab., 2014) având un efect protector în prezența tulburărilor de hemoreologie induse de metal (Turkez și colab., 2012). Borul în doze mari (160 - 640 mg/l) poate inhiba hematopoieza și sinteza hemoglobinei; adică poate fi toxic (Feng și colab., 2014).

Astfel, autorii acestui studiu au descoperit mai întâi că acidul boric în prezența tulburărilor de hemorologie induse de crom previne (împiedică) tulburările reologice ale sângelui la șobolani (care prezintă acțiune de protecție). Aparent, administrat în anumite doze, acidul boric este un remediu promițător în cazul tulburărilor de hemoreologie induse de crom și sugerează noi dimensiuni ale studiilor ulterioare legate de efectele biologice ale compușilor de bor. În prezența tulburărilor induse de crom (diselementoză) la șobolani, se pot observa modificări ale proprietăților reologice din sânge - indicele de deformabilitate eritrocitară și nivelul hematocritului sunt reduse pe fondul creșterii EAC, hemolizei peroxidului și a fragilității osmotice a eritrocitelor. Administrarea orală de acid boric pe fondul modificărilor induse de crom în proprietățile reologice din sânge inhibă dezvoltarea tulburărilor celulelor sanguine (acțiune protectoare).

Concluzie