Health Сare of the Russian FederationHealth Сare of the Russian FederationЗдравоохранение Российской Федерации0044-197X2412-0723Federal Scientific Center for Hygiene F.F.Erisman63794410.47470/0044-197X-2021-65-1-45-49TOXICOLOGY (PREVENTIVE, CLINICAL, ECOLOGICAL)ТОКСИКОЛОГИЯ (ПРОФИЛАКТИЧЕСКАЯ, КЛИНИЧЕСКАЯ, ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ)Evaluation of the activity of antioxidant enzymes during chronic oral administration of a technical product derived from triazoles in the ratsОценка активности антиоксидантных ферментов в организме крыс при хроническом пероральном введении технического продукта – производного триазоловhttps://orcid.org/0000-0002-9959-6507RakitskiiValery N.РакитскийВалерий Николаевич
Russian Federation

MD, PhD., DSc., professor, Academician of the RAS, Head of the Center for hygienic regulation of chemicals in agriculture, F.F. Erisman Federal Scientific Center of Hygiene, Mytishchi, Moscow Region, 141014, Russian Federation.

e-mail: pesticidi@yandex.ru

Доктор мед. наук, профессор, академик РАН, руководитель Центра по гигиенической регламентации средств химизации сельского хозяйства ФБУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана», 141014, Мытищи, Московская обл.

e-mail: pesticidi@yandex.ru

pesticidi@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4543-7364ChkhvirkiyaElena G.ЧхвиркияЕ. Г.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0003-0331-0701EpishinaTatiana M.ЕпишинаТ. М.
Russian Federation
F.F. Erisman Federal Scientific Center of HygieneФБУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора05032021651454925102024Copyright ©; 2021, Rakitskii V.N., Chkhvirkiya E.G., Epishina T.M.Copyright ©; 2021, Ракитский В.Н., Чхвиркия Е.Г., Епишина Т.М.2021Rakitskii V.N., Chkhvirkiya E.G., Epishina T.M.Ракитский В.Н., Чхвиркия Е.Г., Епишина Т.М.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.eco-vector.com/0044-197X/article/view/637944

Introduction. Entering the body in various ways, pesticides, being biologically highly active compounds, can pose a real danger to public health, causing changes in non-specific biochemical reactions of metabolism occurring in all living cells. The antioxidant system, represented as a balance of lipid peroxidation and antioxidant protection (POL – AOZ), is one of the metabolic regulatory mechanisms of these responses.

The aim of the study was to study the effect of a technical product (ТР), a derivative of triazoles, on the acti-vity of antioxidant enzymes in the rat body, under its repeated oral intake in a chronic 12-month experiment.

Material and methods. A chronic (12 months) experiment was performed on male rats with a bodyweight of 200–210 g at the beginning of the study. Tested doses: 5.0, 16.0 and 55.0 mg/kg of body weight (1 control and 3 experimental groups, 20 individuals each). In the dynamics of the experiment, after 1, 3, 6 and 12 months, the state and behavior of animals, water and food consumption were observed. Changes in the enzymatic indices of the body’s antioxidant defense system (superoxide dismutase, catalase, glutathione peroxidase and glutathione reductase) were registered.

Results. It was found that TP at a dose of 5.0 mg/kg of body weight does not cause significant changes in the activity of antioxidant enzymes, doses of 16.0 and 55.0 mg/kg of body weight cause an increase in the activity of superoxide dismutase (SOD) and a decrease in the activity of catalase in the body of experimental animals compared to control animals.

Discussion. In the conducted chronic experiment, it was found that the studied TP at a dose of 5.0 mg/kg of body weight does not cause significant changes in the activity of the studied antioxidant enzymes in the body of rats. The introduction of TP at doses of 16.0 and 55.0 mg/kg of body weight causes a significant change in the activity of such antioxidant enzymes as SOD and catalase. Our results are consistent with the literature data, according to which the cell quickly reacts to oxidative stress by increasing the activity of SOD, and SOD is considered even as a stress protein synthesized in response to oxidative stress.

Conclusions. The conducted research shows the feasibility of studying antioxidant enzymes’ activity in the mammalian body in sanitary and toxicological studies to increase the reliability of the developed hygienic standards of xenobiotics in environmental objects and food products.

Введение. Поступая в организм различными путями, пестициды, являясь биологически высокоактивными соединениями, могут представлять реальную опасность для здоровья населения, вызывая изменения неспецифических биохимических реакций обмена веществ во всех клетках. Одним из регуляторных метаболических механизмов этих реакций является антиоксидантная система, представленная в виде баланса перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты. 

Целью исследования являлось изучение влияния производного триазолов – технического продукта (ТП) на активность антиоксидантных ферментов в организме крыс при его многократном пероральном поступлении в хроническом 12-месячном эксперименте.

Материал и методы. Эксперимент проведен на 80 крысах-самцах с массой тела в начале исследования 200–210 г. Испытаны дозы ТП 5, 16 и 55 мг/кг массы тела. Через 1, 3, 6 и 12 мес оценивали состояние и поведение животных, потребление ими воды и пищи, регистрировали изменения ферментативных показателей системы антиоксидантной защиты организма: супероксиддисмутазы (СОД), каталазы, глутатионпероксидазы и глутатионредуктазы.

Результаты. ТП в дозе 5 мг/кг не вызывает достоверных изменений активности антиоксидантных ферментов, а в дозах 16 и 55 мг/кг приводит к повышению активности СОД и снижению активности каталазы у опытных животных по сравнению с контрольными.

Обсуждение. Полученные нами результаты согласуются с данными литературы, в соответствии с которыми клетка быстро реагирует на окислительный стресс повышением активности СОД, и СОД рассматривается как стресс-белок, синтезируемый в ответ на окислительный стресс. 

Выводы. Проведённые исследования свидетельствуют о целесообразности изучения активности антиоксидантных ферментов в организме млекопитающих в санитарно-токсикологических исследованиях с целью повышения надежности разрабатываемых гигиенических нормативов ксенобиотиков в объектах окружающей среды и продуктах питания.

technical producttriazole derivativeslipids oxidationsuperoxiddismutasaglutationperoxidasaglutationreductasa and catalaselaboratory animalsperoral entrytoxicityantioxidantsтехнический продуктпроизводные триазоловперекисное окисление липидовантиоксидантысупероксиддисмутазаглутатионпероксидазаглутатионредуктазакаталазалабораторные животныепероральное введениетоксичностьZborovskaya I.A., Bannikov M.V. The Antioxidant system of the body, its significance in metabolism. Clinical aspects. Vestnik Rossiyskoy akademii meditsinskikh nauk. 1995; (6): 53–60. (in Russian)Зборовская И.А., Банников М.В. Антиоксидантная система организма, её значение в метаболизме. Клинические аспекты. Вестник Российской академии медицинских наук. 1995; (6): 53-60.Usov K.I., Gus’kova T.A., Yushkov G.G. Antioxidant effects of ademetionine under administration of antituberculosis drugs in toxic doses to rats. Toksikologicheskiy vestnik. 2019; (6): 28–33. https://doi.org/10.36946/0869-7922-2019-6-28-32 (in Russian)Усов К.И., Гуськова Т.А., Юшков Г.Г. Антиоксидантные эффекты адеметионина при введении крысам противотуберкулезных препаратов в токсических дозах. Токсикологический вестник. 2019; (6): 28-33. https://doi.org/10.36946/0869-7922-2019-6-28-32Yan’kova V.I., Gvoz’denko T.A. Age-related differences in the degree of lipid peroxidation and state of antioxidant protection under the influence of alloxan. Byulleten’ eksperimental’noy biologii i meditsiny. 2005; 139(3): 283–7. (in Russian)Янькова В.И., Гвозьденко Т.А. Возрастные аспекты состояния пероксидации липидов и антиоксидантной защиты при действии аллоксана. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2005; 139(3): 283-7.Chesnokova N.P., Ponukalina E.V., Bizenkova M.N. General characteristic of the sources of the free radical formation and antioxidant systems. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya. 2006; (7): 37–41. (in Russian)Чеснокова Н.П., Понукалина Е.В., Бизенкова М.Н. Общая характеристика источников образования свободных радикалов и антиоксидантных систем. Успехи современного естествознания. 2006; (7): 37-41.Kagan V.E., Orlov S.N., Prilipko L.L. The Problem of analysis of endogenous products of lipid peroxidation. Itogi razvitiya nauki i tekhniki. Seriya «Biofizika». 1986; 18: 136. (in Russian)Каган В.Е., Орлов С.Н., Прилипко Л.Л. Проблема анализа эндогенных продуктов перекисного окисления липидов. Итоги развития науки и техники. Серия «Биофизика». 1986; 18: 136.Vladimirov Yu. A., Azizova O.A., Deev O.A., Kozlov A.V. Free radicals in living systems. Itogi razvitiya nauki i tekhniki. Seriya «Biofizika». 1991; 29(1): 1. (in Russian)Владимиров Ю.А., Азизова О.А., Деев О.А., Козлов А.В. Свободные радикалы в живых системах. Итоги развития науки и техники. Серия «Биофизика». 1991; 29(1): 1.Zhuravlev A.I., Pantyushenko V.T. Free radical pathology and methods of its prevention with bioantioxifiers. Sel’skokhozyaystvennaya biologiya. Seriya «Biologiya zhivotnykh». 1989; (2): 17–24. (in Russian)Журавлев А.И., Пантюшенко В.Т. Свободно радикальная патология и методы ее профилактики биоантиокислителями. Сельскохозяйственная биология. Серия «Биология животных». 1989; (2): 17-24.Bidluck W.R., Tappel A.L. Damage of microsomal membrane by lipid peroxidation. Lipids. 1973; 8(4): 177–82. https://doi.org/10.1007/bf02544631Bidluck W.R., Tappel A.L. Damage of microsomal membrane by lipid peroxidation. Lipids. 1973; 8(4): 177-82. https://doi.org/10.1007/bf02544631Guidi G., Schiavon R., Biasioli A., Perona G. The enzyme glutathione peroxidase in arachidonic acid metabolism of human plateles. J. Lab. Gin. Med. 1984; 104(5): 574–82.Guidi G., Schiavon R., Biasioli A., Perona G. The enzyme glutathione peroxidase in arachidonic acid metabolism of human plateles. J. Lab. Gin. Med. 1984; 104(5): 574-82.Kulinskiy V.I. Neutralization of xenobiotics. Sorosovskiy obrazovatel’nyy zhurnal. 1999; 5(1): 8–12. (in Russian)Кулинский В.И. Обезвреживание ксенобиотиков. Соросовский образовательный журнал. 1999; 5(1): 8-12.Rakitskiy V.N., Chkhvirkiya E.G., Epishina T.M., Mukhina E.A. The assessment of the antioxidant status of the organism of rats under the chronic intake of surface-active substances based on the rape oil. Gigiena i sanitariya. 2018; 97(6): 49–52. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2018-97-6-498-500 (in Rusian)Ракитский В.Н., Чхвиркия Е.Г., Епишина Т.М., Мухина Е.А. Оценка антиоксидантного статуса организма крыс при хроническом пероральном введении поверхностно активных веществ на основе рапсового масла. Гигиена и санитария. 2018; 97(6): 49-52. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2018-97-6-498-500Lehninger A.L. Biochemistry. New York; 1972.Ленинджер А. Биохимия. Молекулярные основы структуры и функции клеток. Пер с англ. М.: Мир; 1976.Klebanov G.I., Teselkin B.O., Babenkova I.V., Lyubitskiy O.B., Vladimirov Yu.A. Serum antioxidative activity. Vestnik Rossiyskoy akademii meditsinskikh nauk. 1999; (2): 15–22. (in Russian)Клебанов Г.И., Теселкин Б.О., Бабенкова И.В., Любицкий О.Б., Владимиров Ю.А. Антиоксидантная активность сыворотки крови. Вестник Российской академии медицинских наук. 1999; (2): 15-22.Klinskiy Yu.D., Kolesnichenko L.S. Structure, properties, biological regulation of glutathione peroxidase. Uspekhi sovremennoy biologii. 1999; 113(1): 107–23. (in Russian)Клинский Ю.Д., Колесниченко Л.С. Структура, свойства, биологическая роль и регуляция глутатионпероксидазы. Успехи современной биологии. 1999; 113(1): 107-23.Vladimirov Yu.A. Free radicals and bioantioxidant. Vestnik Rossiyskoy akademii meditsinskikh nauk. 1998; (7): 43–51. (in Russian)Владимиров Ю.А. Свободные радикалы и биоантиоксиданты. Вестник Российской академии медицинских наук. 1998; (7): 43-51.Korolyuk M.A., Ivanova L.I., Mayorov I.G. Method for determining catalase activity. Laboratornoe delo. 1988; (4): 44–7. (in Russian)Королюк М.А., Иванова Л.И., Майоров И.Г. Метод определения активности каталазы. Лабораторное дело. 1988; (4): 44-7.Mazhitova M.V. Change of antioxidatic status and free -radical processes in the white rats blood at chronic influence of gydrogen sulphyde-containing gas. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra rossiyskoy akademii nauk. 2010; 12(1-7): 1766–8. (in Russian)Мажитова М.В. Изменение антиоксидантного статуса и свободнорадикальных процессов в крови белых крыс при хроническом воздействии сероводородосодержащего газа. Известия Самарского научного центра российской академии наук. 2010; 12(1-7): 1766-8.Dontsov V.I., Krut’ko V.N., Mrikaev B.M., Ukhanov S.V. Reactive oxygen species as a system: significance in physiology, pathology and natural aging. In: Informatics for Health and Longevity. Proceedings of the Institute of System Analysis of the Russian Academy of Sciences. Volume 19 [Informatika zdorov’ya i dolgoletiya. Trudy Instituta sistemnogo analiza Rossiyskoy akademii nauk. Tom 19]. Moscow: KomKniga; 2006: 50–69. (in Russian)Донцов В.И., Крутько В.Н., Мрикаев Б.М., Уханов С.В. Активные формы кислорода как система: значение в физиологии, патологии и естественном старении. В кн.: Информатика здоровья и долголетия. Труды Института системного анализа Российской академии наук. Том 19. М.: КомКнига; 2006: 50-69.Uzbekov M.G. Lipid peroxidation and antioxidant systems in mental disodrers. Part III. Sotsial’naya i klinicheskaya psikhiatriya. 2016; 26(2): 91–6. (in Russian)Узбеков М.Г. Перекисное окисление липидов и антиоксидантные системы при психических заболеваниях. Сообщение III. Социальная и клиническая психиатрия. 2016; 26(2): 91-6.Mody N., Parhami F., Sarafian T.A., Demer L.L. Oxidative stress modulates osteoblastic differentiation of vascular and bone cells. Free Radic. Biol. Med. 2001; 31(4): 509–19. https://doi.org/10.1016/s0891-5849(01)00610-4Mody N., Parhami F., Sarafian T.A., Demer L.L. Oxidative stress modulates osteoblastic differentiation of vascular and bone cells. Free Radic. Biol. Med. 2001; 31(4): 509-19. https://doi.org/10.1016/s0891-5849(01)00610-4Agarwal A., Aponte-Mellado A., Premkumar B., Shaman A., Gupta S. The effects of oxidative stress on female reproduction: a review. Reprod. Biol. Endocrinol. 2012; 10: 49. https://doi.org/10.1186/1477-7827-10-49Dubinina E.E. The role of reactive oxygen species as signal molecules in tissue metabolism under conditions of oxidative stress. Voprosy meditsinskoy khimii. 2001; 47(6): 561–81. (in Russian)Дубинина Е.Е. Роль активных форм кислорода в качестве сигнальных молекул в метаболизме тканей при состояниях окислительного стресса. Вопросы медицинской химии. 2001; 47(6): 561-81.McCord J.M. Stress Proteins in Inflammation. London: Richelien Press; 1990: 125–34.McCord J.M. Stress Proteins in Inflammation. London: Richelien Press; 1990: 125-34.