СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 9
1.1. Антимутагенная защита организма 9
1.1.1. Медицинские последствия мутагенеза 9
1.1.2. Возможности повышение устойчивости организма
к мутагенным воздействиям 11
1.1.2.1. Витамины и другие биологически активные вещества органического происхождения как факторы поддержания
стабильности генома 14
1.1.2.2. Минеральные вещества и их роль в антимутагенной
защите организма 17
1.1.3. Фармакологическая защита генома 18
1.2.Основные группы антимутагенов и механизм их действия 20
1.2.1. Каротиноиды 22
1.2.1.1. Биологические и фармакологические свойства каротиноидов 22
1.2.1.2. Антимутагенные свойства каротиноидов 23
1.2.1.3. Эпидемиологические исследования биологической
роли каротиноидов 26
1.2.3. Аспартам - антимутагенный дипептид и его
фармакологические свойства 27
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 31
2.1. Препараты и оборудование 31
2.1.1. Препараты, мутагены и химические реактивы 31
2.1.2. Оборудование 31
2.2. Животные 32
2.3. Метод учета хромосомных аберраций в клетках костного
мозга мышей in vivo 32
2.3.1. Схема обработки животных 32
3
2.3.2. Дозы исследуемых соединений и модельных мутагенов 33
2.3.3. Приготовление цитогенетических препаратов 34
2.4. Статистическая обработка экспериментальных данных 35
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 36
3.1. Исследование влияния комбинаций аспартама и бета-каротина на кластогенные эффекты мутагенов в остром эксперименте 36
3.1.1. Комбинации аспартама и и бета-каротина в жирорастворимой
форме 36
3.1.2. Комбинации аспартама и бета-каротина в водорастворимой
форме 45
3.2. Исследование влияния предобработки животных комбинациями из аспартама и бета-каротина на кластогенные эффекты мутагенов 55
3.2.1. Комбинации аспартама и и бета-каротина в жирорастворимой
форме 55
3.2.2. Комбинации аспартама и бета-каротина в водорастворимой
форме 64
3.3. Исследование влияния комбинаций аспартама и бета-каротина на кластогенные эффекты мутагенов при совместном многодневном введении 74
3.3.1. Комбинации аспартама и бета-каротина в жирорастворимой
форме 75
3.3.2. Комбинации аспартама и бета-каротина в водорастворимой
форме 84
4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 96
5. ВЫВОДЫ 109
6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 110
Актуальность. Необходимость поиска и изучения антимутагенов неоднократно обосновывалась в современной литературе. Предполагается, что их применение позволит существенно снизить риски возникновения врожденных пороков развития, наследственных и онкологических заболеваний, обусловленных мутационными поражениями [18, 61, 134, 135].
Позитивный опыт применения антимутагенов накоплен при фармакологической защите генома. Введение в комплекс терапии лекарственных средств, обладающих помимо основных, антимутагенными свойствами, устраняло эффекты незаменимых лекарственных мутагенов и снижало хромосомную изменчивость у лиц, страдающих заболеваниями, сопровождающимися увеличением спонтанного мутирования [17,18, 21, 33]. В то же время, очевидно, что подобный подход не может быть использован для масштабной защиты от действия средовых и производственных мутагенов из-за ограниченной возможности назначения лекарственных средств здоровым лицам для предотвращения вероятностных генетических событий. Это определило необходимость поиска антимутагенов среди соединений «двойного назначения», использующихся в равной степени в качестве лечебных или лечебно-профилактических средств и в качестве пищевых добавок. Обращает внимание, что последние все шире используются при приготовлении лекарственных форм в качестве красителей, подсластителей, ароматизаторов, консервантов [64, 138, 124, 38].
Изучение биологически значимых эффектов таких соединений, дозовых и временных особенностей их проявления представляется важным направлением фармакологических исследований [17].
Одним из первых попавших в поле исследований по антимутагенезу среди средств «двойного назначения», является бета-каротин. Первые сведения об его антимутагенной активности у млекопитающих, представленные Raj, Katz [110], Salvadori et al.[118, 119, 120] и Renner [113, 114], были подтверждены и существенно расширены работами,
6
выполненными в НИИ фармакологии РАМН [29, 15, 67]. В этом же институте были впервые установлены антимутагенные свойства аспартама [24, 25], подтвержденные в независимых исследованиях [57]. Указанные вещества «двойного назначения» рассматриваются нами как антимутагены, перспективные для профилактического использования человеком. Предполагается, что эти два соединения - подсластитель аспартам и провитамин бета-каротин, обладающий свойствами красителя и консерванта, могут использоваться совместно в качестве дополнительных компонентов лекарственных форм. В то же время об особенностях комбинированного действия антимутагенов у млекопитающих практически ничего неизвестно. Последнее сделало актуальным исследование антимутагенной активности комбинации «аспартам + бета-каротин» не только с практической, но также теоретической точки зрения.
Целью настоящей работы явилось исследование влияния комбинированного воздействия аспартама и бета-каротина в жиро- и водорастворимой формах, применяемых в разных дозах, на уровень кластогенеза, индуцируемого в клетках костного мозга мышей диоксидином и циклофосфамидом. Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
1. Исследовать влияние комбинаций аспартама и бета-каротина (жиро- и водорастворимая формы), применяемых перорально, на цитогенетические эффекты диоксидина и циклофосфамида при однократном введении.
2. Исследовать влияние предварительного 5-ти дневного перорального введения животным комбинаций из аспартама и бета-каротина (жиро- и водорастворимая формы) в разных дозах на проявление цитогенетических эффектов диоксидина и циклофосфамида , инъецируемых однократно.
3. Оценить влияние перорально вводимых комбинаций аспартама и бета- каротина (жиро- и водорастворимая формы) на цитогенетические
7
эффекты диоксидина и циклофосфамида при совместном повторном применении в течение 5 дней.
4. Провести сравнительный анализ антимутагенного действия аспартама и бета-каротина и их различных комбинаций.
Научная новизна. Впервые установлены антимутагенные свойства комбинаций аспартама с бета-каротином в жиро- и водорастворимой формах в экспериментах на млекопитающих при использовании в качестве индукторов мутагенеза диоксидина и циклофосфамида. Выявлены качественные и количественные особенности проявления антимутагенного действия комбинации при использовании аспартама в дозах 0,4 и 4 мг/кг и бета-каротина в дозах 0,15-15 мг/кг при разных режимах совместного перорального введения.
Принципиальных различий между антимутагенными эффектами комбинаций аспартама с водо- и жирорастворимой формами бета-каротина не отмечено ни в экспериментах с циклофосфаном, ни в экспериментах с диоксидином.
Впервые показано, что при совместном применении двух антимутагенов (аспартама и бета-каротина), не наблюдается ни синергизма, ни антагонизма защитного эффекта. В то же время, антимутагены, использованные в комбинации, дополняют действие друг друга при различных режимах введения; их комбинации проявляют антимутагенный эффект в тех вариантах эксперимента, когда один из ее компонентов неактивен. Данное наблюдение, с одной стороны, косвенно свидетельствует о том, что механизмы антимутагенного действия аспартама и бета- каротиноидов принципиально различны, с другой, указывает на перспективу направленного поиска комбинаций антимутагенов более эффективных, чем их составляющие в отдельности.
На сегодняшний день имеется значительное количество сведений о различных видах антимутагенов с отличающимся механизмом защитного действия. Однако данных об эффектах совместного применения антимутагенов практически нет. В этой связи становятся актуальными исследования комбинаций антимутагенов с целью создания на их основе фармакологических и лечебно-профилактических средств защиты генетических структур человека.
Проведенное в данной работе исследование посвящено изучению влияния комбинаций аспартама и бета-каротина (жиро- и водорастворимых формах) на индуцированный мутагенез у мышей линии C57BL/6. Анализ и обсуждение всей совокупности полученных результатов составили содержание настоящего раздела диссертационной работы.
Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о наличии антимутагенных свойств у исследуемых комбинаций аспартама и каротиноидов и дают возможность обсудить следующие вопросы:
• Зависимость <доза-эффект> антимутагенного действия комбинаций аспартама и каротиноидов;
• Влияние комбинаций аспартама и каротиноидов на кластогенные эффекты различных мутагенов и зависимость антимутагенных эффектов комбинаций от режима их использования;
• Сравнительный анализ эффективности антимутагенного действия комбинаций аспартама с бета-каротином в жирорасворимой форме и аспартама с бета-каротином в водорастворимой форме;
• Антимутагенная активность комбинаций в сравнении с отдельно взятыми каротиноидами и аспартамом;
• Перспективы применения исследуемых комбинаций аспартама и каротиноидных соединений для профилактики индуцированного мутагенеза.
Совокупный анализ части поставленных вопросов может быть проведен на основании сравнения данных таблицы №21, в которой
97
приведены обобщенные, преимущественно собственные, результаты, а также литературные данные, опубликованные в работах НИИ фармакологии РАМН НИЛ генетики мутагенеза, полученные при изучении влияния комбинаций аспартама и каротиноидов и их составляющих на кластогенные эффекты циклофосфамида и диоксидина.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
