Способ антимутагенного воздействия на организм

Изобретение относится к медицине, в частности, способу защиты организма от мутагенного действия химических агентов окружающей среды. Сущность изобретения состоит в том, что вводят естественный метаболит растений - бетаин или фармацевтически приемлемый производный бетаина. Бетаин вводят в дозе от 1 мг/кг до 100 мг/кг. Способ обеспечивает снижение кластогенного действия мутагенов, расширяя арсенал способов защиты живого организма от мутагенного воздействия окружающей среды. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к области медицины, в частности к генетической токсикологии, и касается способа воздействия на организм с использованием вещества, обладающего антимутагенными свойствами.

Загрязнение окружающей среды и последствия этого воздействия на генетический аппарат клетки живого организма приобретают в настоящее время глобальный характер.

Мутагены, широко распространенные в среде обитания человека: в воздухе, воде, продуктах питания, вызывают повреждения генетических структур, являющиеся причиной возникновения различных наследственных патологий. С повреждающим действием мутагенов на генетические структуры связывают возникновение врожденных пороков развития, злокачественных опухолей, а также преждевременное старение и бесплодие.

Существуют различные механизмы, противодействующие возникновению мутаций в клетке с использованием ряда соединений, обладающих антимутагенным эффектом [1, 2].

В патенте RU №2145869 описан способ антимутагенного воздействия на организм, характеризующийся введением в организм аспартама - дипептида аспартагиновой кислоты и фенилаланида, в дозе от 4,0 до 40,0 мг/кг, достаточной для снижения кластогенного действия мутагенных агентов [3]. При этом в качестве мутагенов выбирают циклофосфамид и диоксидин [2]. Эффективность применения указанного способа несколько сужена в силу того, что аспартам, содержащий аминокислоту - фенилаланин, противопоказан людям, страдающим нарушением обмена фенилаланина, а именно страдающим фенилкетонурией.

Задачей настоящего изобретения является создание способа антимутагенного воздействия на организм, в котором естественный метаболит растений, например бетаин, используют как средство, снижающее кластогенное действие мутагенов.

Поставленная задача решается тем, что в способе антимутагенного воздействия на организм согласно изобретению в организм вводят естественный метаболит растений - бетаин или фармацевтически приемлемое его производное в дозе, достаточной для снижения кластогенного действия мутагенных агентов. Бетаин вводят в дозе от 1 мг/кг до 100 мг/кг. В качестве мутагенов могут быть вещества из группы алкилирующих агентов или генераторов свободных радикалов - прооксидантов. В качестве алкилирующего агента может быть циклофосфамид. В качестве прооксиданта может быть диоксидин.

Исследования проводились в экспериментах на мышах линии С57 1/6, массой 18-20 г (Питомник "Светлые горы" Российской Академии Медицинских наук). Были испытаны дозы бетаина от 1 до 100 мг/кг.

Было проведено 2 серии экспериментов. Во всех экспериментах оценивали количество клеток костного мозга с хромосомными повреждениями (кластогенный эффект) путем микроскопического анализа цитогенетических препаратов, приготовленных по общепринятой методике.

В первой серии экспериментов бетаин вводили перорально, ежедневно в течение 5 дней в дозах 1 мг/кг, 10 мг/кг, 100 мг/кг и исследовали влияние диоксидина, вводимого внутрибрюшинно в количестве 200 мг/кг.

Во второй серии экспериментов бетаин также вводили перорально в течение 5 дней в дозах 1 мг/кг, 10 мг/кг, 100 мг/кг и исследовали влияние циклофосфамида, вводимого внутрибрюшинно в количестве 20 мг/кг.

Полученные результаты представлены в виде таблиц 1 и 2.

В таблице 1 можно проследить влияние бетаина на цитогенетические эффекты диоксидина. В таблице представлены статистически обработанные данные по уровню хромосомных повреждений в контроле и при условии предварительного введения в организм бетаина (предобработка).

Результаты, представленные в таблице №1, демонстрируют, что отдельно взятый диоксидин статистически достоверно увеличивает уровень хромосомных повреждений в клетках костного мозга до 9.4±1.3%. После введения мутагена животным, обработанным бетаином в дозе 1 мг/кг, хромосомные аберрации выявлены в 4.4±0.9% исследованных метафаз, что соответствует 53% снижению кластогенного эффекта диоксидина. Введение диоксидина после предобработки животных бетаином в дозе 10 мг/кг не выявило статистически достоверного увеличения выхода аберрантных клеток по сравнению с контролем (1.8±0.6% поврежденных метафаз). Полученное значение (1.8±0.6% поврежденных метафаз) соответствует полному подавлению кластогенных эффектов мутагена. При предобработке бетаином в дозе 100 мг/кг количество аберрантных метафаз, индуцируемых диоксидином, снизилось до 4.5±0.9%, что соответствует 52% антимутагенному эффекту.

В таблице 2 представлены результаты экспериментов по влиянию бетаина на цитогенетические эффекты циклофосфамида в дозе 20 мг/кг.

При анализе 400 метафаз, полученных после введения циклофосфамида в дозе 20 мг/кг, зарегистрировано 13.3±1.7% аберрантных метафаз. После введения циклофосфамида животным, предобработанным бетаином в дозе 1 мг/кг, индукция аберраций наблюдалась в 6.0±1.2% изученных клеток, что соответствует 55% редукции кластогенного эффекта мутагена. При предобработке бетаином в дозе 10 мг/кг количество аберрантных метафаз, индуцируемых мутагеном, снизилось до 4.3±1.0%, что соответствует 68% антимутагенному эффекту. Циклофосфамид у животных, предобработанных бетаином в дозе 100 мг/кг, индуцировал хромосомные аберрации в 7.8±1.3% клеток, что соответствует 41% подавлению проявления кластогенного действия мутагена.

Таким образом, полученные результаты позволяют заключить, что пероральное потребление бетаина в дозах от 1,0 до 100 мг/кг снижает кластогенное действие алкилирующих и протооксидантных мутагенов. Данное наблюдение позволяет сделать вывод о наличии у бетаина антимутагенных свойств.

Изобретение поясняется следующими примерами.

Пример 1. Мышам линии С57В1/6 перорально в течение 5 дней ежедневно вводили бетаин в дозах 1, 10, 100 мг/кг. Одновременно с последним введением бетаина мышам инъецировали диоксидин в дозе 200 мг/кг. Забой животных производили через 24 часа после последнего введения. Приготовленные цитогенетические препараты клеток спинного мозга анализировали с целью выявления метафазных пластинок, имеющих хромосомные повреждения.

Отдельно взятый диоксидин статистически достоверно увеличивает уровень хромосомных повреждений в клетках костного мозга до 9.4±1.3%. После введения мутагена животным, обработанным бетаином в дозе 1 мг/кг, хромосомные аберрации выявлены в 4.4±0.9% исследованных метафаз, что соответствует 53% снижению кластогенного эффекта диоксидина. Введение диоксидина после предобработки животных бетаином в дозе 10 мг/кг не выявило статистически достоверного увеличения выхода аберрантных клеток по сравнению с контролем (1.8±0.6% поврежденных метафаз). Полученное значение (1.8±0.6% поврежденных метафаз) соответствует полному подавлению кластогенных эффектов мутагена. При предобработке бетаином в дозе 100 мг/кг количество аберрантных метафаз, индуцируемых диоксидином, снизилось до 4.5±0.9%, что соответствует 52% антимутагенному эффекту.

Пример 2. Бетаин в дозах 1, 10, 100 мг/кг вводили ежедневно мышам линии С57В1/7 перорально в течение 5 дней. Одновременно с последним введением бетаина мышам инъецировали циклофосфамид в дозе 20 мг/кг. Забой животных производили через 24 часа после последнего введения. Готовили цитогенетические препараты клеток костного мозга, которые анализировали с целью выявления метафазных пластинок, имеющих хромосомные повреждения.

При анализе 400 метафаз, полученных после введения циклофосфамида в дозе 20 мг/кг, зарегистрировано 13.3±1.7% аберрантных метафаз. После введения циклофосфамида животным, предобработанным бетаином в дозе 1 мг/кг, индукция аберраций наблюдалась в 6.0±1.2% изученных клеток, что соответствует 55% редукции кластогенного эффекта мутагена. При предобработке бетаином в дозе 10 мг/кг количество аберрантных метафаз, индуцируемых мутагеном, снизилось до 4.3±1.0%, что соответствует 68% антимутагенному эффекту. Циклофосфамид у животных, предобработанных бетаином в дозе 100 мг/кг, индуцировал хромосомные аберрации в 7.8±1.3% клеток, что соответствует 41% подавлению проявления кластогенного действия мутагена.

Таким образом, представленные материалы свидетельствуют о том, что естественный метаболит растений - бетаин обладает выраженным эффектом снижения кластогенного действия мутагенов алкилирующего и протооксидантного происхождения. Проведенные эксперименты на животных позволяют сделать вывод о том, что бетаин может быть использован в качестве антимутагенного средства для защиты генома млекопитающих от вредного воздействия окружающей среды.

Таблица №1. Влияние 5-дневной предобработки бетаином на проявление мутагенных эффектов диоксидина
Условия		на 100 клеток	Всего	Ослабление	Р∂
эксперимента	Клеток	гепов	одиночных фрагментов	парных фрагментов	обменов	клеток с МП*	поврежденных метафаз (%)	эффекта мутагена (%)
Контроль	500	0.2	1.8	-	-	-	1.8±0.6
Диоксидин 200 мг/кг	500	0.2	11.6	0.6	0.4	2.6	9.4±1.3
+ Бетаин 1 мг/кг	500	-	5.6	0.2	-	1.4	4.4±0.9	53	<0.001
10 мг/кг	500	0.2	2.4	-	-	-	1.8±0.6	100	<0.001
100 мг/кг	500	-	5.8	-	0.2	1.0	4.5±0.9	52	<0.001
* - клеток с множественными повреждениями хромосом

Таблица №2. Влияние 5-дневной предобработки бетаином на мутагенные эффекты циклофосфамида.
Условия		на 100 клеток	Всего	Ослабление
эксперимента	Клеток	гепов	одиночных фрагментов	парных фрагментов	обменов	клеток с МП*	поврежденных метафаз (%)	эффекта мутагена (%)	Рц
Контроль	500	0.2	1.8	-	-	-	1.8±0.6
Циклофосфамид 20 мг/кг	400	0.3	15.5	0.8	1.5	2.3	13.3±1.7
+ Бетаин 1 мг/кг	400	0.3	7.0	0.3	-	1.3	6.0±1.2	55	0.001
10 мг/кг	400	-	6.5	-	0.3	-	4.3±1.0	68	<0.001
100 мг/кг	400	0.3	11.0	0.8	0.5	2.3	7.8±1.3	41	0.01
* - клеток с множественными повреждениями хромосом

ЛИТЕРАТУРА

1. Дурнев А.Д., Середенин С.Б. "Фармакологические проблемы поиска и применения антимутагенов", Вестник РАМН, 1993 г., № 1, стр.19-26.

2. Середенин С.Б., Дурнев А.Д. "Фармакологическая защита генома", М., 1992 г.

3. RU 2145869 C1, 30.04.1999.

1. Способ антимутагенного воздействия на организм, отличающийся тем, что в организм вводят естественный метаболит растений - бетаин или фармацевтически приемлемое его производное в дозе, достаточной для снижения кластогенного действия мутагенных агентов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что бетаин вводят в дозе от 1 до 100 мг/кг.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве мутагенов могут быть вещества из группы алкилирующих агентов или генераторов свободных радикалов - прооксидантов.

4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что в качестве алкилирующего агента может быть циклофосфамид.

5. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что в качестве прооксиданта может быть диоксидин.