Pełny tekst - Wydawnictwa NIZP-PZH

R O C Z N . P Z H , 1997, 48, N R 3
GRAŻYNA KOSTKA, DANUTA PALUT, BOŻENA WL4DROWSKA
W PŁY W P E R M E T R Y N Y I D D T N A A K T Y W N O ŚĆ F O R M
M O L E K U L A R N Y C H C Y T O C H R O M U P-4501A I 2B W W Ą T R O B IE
SZCZU RA
230
G. Kostka i in.
Nr 3
Aktywność cytochromu P-4501A i 2B w wątrobie szczura
231
(rezorufiny) mierzono przy A.=522 nm (wzbudzenia) i A.=586 (emisji). Aktywność O-dealkilazy
7-pentoksy i 7-etoksyrezorufiny wyrażano w pmolach powstałej w ciągu 15 minut rezorufiny/mg
białka. Białko oznaczano metodą Lowry i wsp. [12].
Dla oceny wyników stosowano test t-Studenta, przyjmując jako kryterium znamienności
p<0.05.
WYNIKI
Efektem indukcji m onooksygenaz zależnych od cyt. P-450 jest między innymi przy­
rost masy w ątroby i w zrost aktywności określonej form y m olekularnej cyt. P-450.
W tabeli I przedstaw iono wpływ badanych związków na m asę ciała zwierząt oraz m asę
wątroby, w yrażoną jako względny przyrost masy w ątroby (R LW ).
T a b e l a I.
Wpływ badanych związków na masę ciała i względną masę wątroby (RLW)
szczurów. Wartości średnie z 5 zwierząt ± SEM; różnice statystycznie istotne
w stosunku do poziomu kontrolnego - (*) p<0.05; (**) p<0.01; (***) p<0.001
Effect of tested compounds on body weight and relative liver weight (RLW)
in rats. Means for five animals ± SEM; significantly different from control (*) p<0.05; (**) p<0.01; (***) pcO.OOl.
W okresie doświadczalnym, średni przyrost masy ciała szczurów w grupach zw ierząt
kontrolnych wynosił 19.3 ± 0.7 g. W wyniku oddziaływania badanych związków przyrost
masy ciała zw ierząt był obniżony o 10 do 50% w porów naniu do zwierząt kontrolnych.
Najniższy przyrost masy ciała stw ierdzono po narażeniu zwierząt na najwyższe dawki
232
G. Kostka i in.
Nr 3
badanych pestycydów tj. 1/10 L D 50-perm etryna i 1/5 L D 50-D D T. B adane związki wywoływały rów nież zróżnicowany wpływ na m asę wątroby. Najwyższe dawki permetryny
(1/10 L D 5o) i D D T (1/5LD 50) powodowały wzrost R LW odpow iednio o 30% (pcO.OOl)
i 15% (p < 0 .0 5 ) w porów naniu do grupy zwierząt kontrolnych. 3-M etylocholantren
stymulował przyrost względnej masy w ątroby o 27% (p< 0.01), a fenobarbital podobnie
jak D D T w dawce 24 mg/kg m.c. x d z ie ń '1 o ok. 15%, ale wzrost masy w ątroby pod
wpływem fenobarbitalu był statystycznie nieistotny.
N a rye. 1 i 2 przedstaw iono wpływ badanych związków na aktywność form moleku­
larnych odpow iednio cytochrom u P-4502B i 1A. W opisanych w arunkach doświadczal­
nych stw ierdzono silną indukcję cytochrom u P-4502B pod wpływem perm etryny i DDT
(rye. 1). W przypadku perm etryny indukcja wykazywała zależność daw ka - odpowiedź.
Rye. 1. Wpływ badanych związków na O-dealkilację 7-pentoksyrezorufiny przez układ monooksygenaz zależnych od cyt. P-450 wątroby szczura.
Effect of tested compounds on the O-dealkylation 7-pentoxyrezorufine by of cyt.
P-450-dependent monooxygenases system in rat liver.
W artości śred n ie z 5 zw ierząt ± SE M ; różn ice statystyczn ie isto tn e w sto su n k u d o p o z io m u kon­
tr o ln e g o - (...) p < 0 .0 0 1
M ea n s fo r five anim als ± SE M ; significan tly d ifferen t from con trol - (* * * ) p < 0 .0 0 1 .
U zw ierząt narażanych na perm etrynę w dawce 620 mg/kg m.c. x d z ie ń ’(1/10 LD 50)
stw ierdzono 26-krotny wzrost aktywności O -dealkilazy pentoksyrezorufiny (pcO.OOl)
Nr 3
Aktywność cytochromu P-4501A i 2B w wątrobie szczura
233
w stosunku do poziom u kontrolnego; dawka 124 mg/kg m.c. x dzień'1, rów now ażna
1/50 LDso wywoływała 10-krotny wzrost aktywności enzymu (p< 0.001). N ajniższa dawka
permetryny (62 mg/kg m.c. x d z ie ń 1= 1/100 LD5o) stym ulowała m etabolizm 7-pentoksyrezorufiny o 80% , je d n a k obserw ow ane zmiany były statystycznie nieistotne w p o ­
równaniu z kontrolą.
W odróżnieniu od perm etryny, D D T indukow ał cytochrom P-4502B nie wykazując
jednak zależności dawka - odpow iedź. DDT zarów no w dawce równoważnej 1/5 LDso
(24 mg/kg m.c. x dzień'1) jak i w dawce 12 mg/kg m.c. x dzień'1 (1/10 LDso) stym ulował
około 40-krotny w zrost aktywności enzymu we frakcji postm itochondrialnej w ątroby
szczurów w porów naniu z grupą zwierząt kontrolnych (p< 0.001). F enobarbital, stoso­
wany jako k o n tro la pozytywna wywoływał 30-krotny wzrost aktywności O -dealkilazy
7-pentoksyrezorufiny; u zwierząt narażonych na 3-m etylocholantren stw ierdzono sp a ­
dek aktywności enzymu (o 55% ). B adania wpływu perm etryny i D D T na indukcję
cytochromu P-4501A (ryc. 2) wykazały słabą, ale statystycznie istotną stym ulację akty­
wności O -dealkilazy 7-etoksyrezorufiny.
%c. 2. Wpływ badanych związków na dealkilację 7-etoksyrezorufiny przez układ monooksygenaz zależnych od cyt. P-450 wątroby szczura.
Effect of tested compounds on the O-dealkilation 7-etoxyrezorufin by of cyt. P-450-dependent monooxygenases system in rat liver.
W arto ści śre d n ie z 5 zw ierzą t ± SE M ; różn ice statystyczn ie isto tn e w stosu n k u d o p o z io m u k o n ­
tr o ln e g o - (..) p < 0 .0 1 ; (...) p < 0 .0 0 1 .
M ea n s for five anim als ± SE M ; significan tly d ifferen t fro m co n tro l - (..) p < 0 .0 1 ; (...) p < 0 .0 0 1 .
234
G. Kostka i in.
Nr 3
Stw ierdzono 3.3 - i 2.5-krotny w zrost aktywności enzymu ( p <0.001) odpowiednio
dla dawki perm etryny 620 i 124 mg/kg m.c. x dzień'1 (1/10 i 1/50 L D 50). Najniższa
z zastosow anych daw ek (1/100 L D 50) nie wywoływała statystycznie istotnych zmian
w aktywności enzymu. Rów nież D D T indukow ał nieznaczny, ale statystycznie istotny
w zrost aktywności O -dealkilazy 7-etoksyrezorufiny w porów naniu do grupy zwierząt
kontrolnych. D aw ka 24 mg/kg m.c. x dzień'1 (1/5 L D 50) wywoływała w zrost aktywności
o 180% (p < 0 .0 0 1 ), a daw ka 12 mg/kg m.c. x dzień'1 (1/10 L D 5o) stym ulow ała indukcję
enzymu o 67% (p< 0 .0 1 ).
3-m etylocholantren, klasyczny induktor cytochrom u P-4501A stym ulował 14-krotny
w zrost aktywności O -dealkilazy 7-etoksyrezorufiny; u zwierząt narażonych na fenobar­
bital stw ierdzono praw ie 2-krotny w zrost aktywności enzymu w porów naniu do grupy
zw ierząt kontrolnych ( p <0.001).
OMÓWIENIE WYNIKÓW
D ziałan ie toksyczne, m u ta g e n n e i/lub k a n c e ro g en n e egzogennych substancji
chem icznych zw iązane jest nie tylko z ich chem iczną strukturą, ale rów nież z charak­
terem przem ian jakim ulegają w kom órkach. Szczególną rolę w tym zakresie odgrywa
układ m onooksygenaz związanych z cyt. P-450 i selektywna indukcja określonej formy
m olekularnej cyt. P-450 [7, 17].
Wyniki prezentow anej pracy wskazują, że p erm etrynę i D D T zaliczyć m ożna do
potencjalnych induktorów cyt. P-450 typu fenobarbitalu. W postm itochondrialnej frak­
cji w ątroby szczurów narażanych na D D T i p erm etrynę stw ierdzono znaczny wzrost
stężenia cyt. P-4502B1/2 m ierzony indukcją O -dealkilazy 7-pentoksyrezorufiny. D D T
w zastosow anych daw kach (24 i 12 mg/kg m.c. x dzień'1), wywoływał silniejszą o około
30% indukcję aktywności O -dealkilazy 7-pentoksyrezorufiny w porów naniu z indukcją
stym ulow aną fenobarbitalem (60 mg/kg m.c. x dzień'1). W przypadku permetryny,
najwyższa z zastosow anych daw ek (620 mg/kg m.c.x dzień'1) wywoływała porównywalny
z fenobarbitalem (około 30-krotny) w zrost szybkości m etabolizm u 7-pentoksyre­
zorufiny.
U zyskane wyniki dotyczące wpływu D D T na aktywność cyt. P-450 znajdują potw ier­
dzenie w badaniach innych autorów [5, 8, 14]. N ieliczne natom iast prace nad wpływem
syntetycznych pyretroidów na m ikrosom alny układ m onooksygenaz wskazują, że ich
oddziaływ anie w dużym stopniu uzależnione jest od struktury chem icznej (obecności
lub braku grup cyjanowych) oraz od stosunku stereoizom erów cis/trans w cząsteczce
[1, 2, 3]. W badaniach przeprow adzonych przez Carlsona i wsp. [3] indukcyjny wpływ
perm etryny na aktywność cyt. P-450 korelow ał z zaw artością w cząsteczce związku
izom eru cis; cyjanowe analogi perm etryny nie stymulowały aktywności enzymu. O d­
m ienne wyniki uzyskali Wrześniewska i wsp. [19], którzy badając wpływ cypermetryny,
dekam etryny i perm etryny na aktywność cyt. P-450 nie wykazali indukcyjnego działania
badanych związków na m ikrosom alny układ m onooksygenaz w ątroby szczurów. W zna­
cznie słabszym stopniu przebadany jest wpływ syntetycznych pyretroidów na aktywność
określonych form m olekularnych cyt. P-450. H em m ing i wsp. w badaniach fenw aleratu,
flucytryny i cyperm etryny stwierdzili słabą indukcję zarów no cyt. P-4502B ja k i 1A.
Z uwagi na silnie lipofilny charak ter badanych pestycydów, indukcja cyt. P-450 2B
interpreto w an a była jak o odpow iedź adaptacyjna [8].
Aktywność cytochromu P-4501A i 2B w wątrobie szczura
235
236
G. Kostka i in.
Nr 3
Aktywność cytochromu P-4501A i 2B w wątrobie szczura
237
its relationship to liver tumour promotion. J. Am. Coll. Toxicol., 1989, 8, 2, 259. - 15. Lutz W.:
Ekspresja genów cytochromów P-450. Post. Hig. Med. Dośw., 1992, 46, 1, 1. - 16. Moorthy B.,
Chen S., Li D., Randerath K.: 3-Methylcholanthrene - inducible liver cytochrome(s) P450 in
female Sprague - Dawley rats: possible link between P450 turnover and formation of DNA
adducts and I-compounds. Carcinogenesis, 1993, 14, 5, 879. - 17. Parkinson A., Clement R.P.,
Casciano C.N., Cayen M.N.: Evaluation of loratadine as an inducer of liver microsomal cyto­
chrome P450 in rats and mice. Biochem. Pharmacol., 1992, 43, 10, 2169. - 18. Ryan D.E., Levin
W.: Purification and characterization of liver microsomal cytochrome P-450. Pharmacol. Ther.,
1990, 45,153. - 19. Wrześniewska К., Łukowicz-Ratajczak
Krechniak J.: Aktywność wybranych
enzymów wątroby szczurów po podaniu insektycydów pyretroidowych. Bromat. Chem. Toksykol.
1989, XXII, 3-4, 200.
Otrzymano: 1997.04.03