Версія для друку

Гематотоксичність різнометалічного комплексу [Cu(dmen)2][Fe(CN)5(NO)]

  • Автори: І.В. Бєлінська, Т.В. Рибальченко, В.М. Кокозей, Н.О. Карпезо, О.М. Гурняк, В.К. Рибальченко
  • УДК: 576.31+612.1+615.9
Завантажити прикріплення:

І.В. Бєлінська, к.біол.н., Т.В. Рибальченко, к.біол.н., В.М. Кокозей, д.хім.н., Н.О.Карпезо, к.біол.н., О.М. Гурняк, к.біол.н., В.К. Рибальченко, д.біол.н

Київський національний університет імені Тараса Шевченка, м.Київ

РЕЗЮМЕ. Різнометалічний комплекс [Cu(dmen)2][Fe(CN)5(NO)] (dmen N,N-диметилетилендіамін, код КL447) містить іони міді (ІІ) і заліза (ІІ). KL447 в дозах 2,5 і 25 мг/кг, які не перевищують терапевтичні дози за вмістом заліза, протягом місячного введення не впливає на показники крові щурів. Введення протягом місяця KL447 в дозі 100 мг/кг, яка в 4 рази перевищує терапевтичну дозу заліза і майже у 200 разів міді, призводить до зменшення концентрації гемоглобіну і кількості еритроцитів у крові, а також середньої концентрації гемоглобіну в еритроцитах, збільшення середнього об'єму еритроцитів та кількості ретикулоцитів, що може свідчити про розвиток гемолітичної анемії. Дія KL447 призводить до незначної еозинофілії, інші показники лейкоцитів (загальна кількість лейкоцитів і лейкоцитарний склад) після впливу всіх досліджених доз не змінюються.
Ключові слова: різнометалічний Сu/Fe комплекс, гематотоксичність, еритроцити, лейкоцити.

Різнометалічні комплексні сполуки, що містять два або більше різних за природою металів в одній сполуці, можуть мати меншу токсичність у порівнянні з оксидами або солями цих металів [1-3], що надає перевагу при їх використанні в біології та медицині [4]. В попередніх дослідженнях показано, що ці сполуки мають мембранотропну активність (взаємодіють з природними і штучними мембранами, змнінюють активність мембранозв'язаних ферментів) [5], антимікробні, фунгіцидні [6] та протипухлинні властивості [7]. Саме це і дозволяє розглядати їх як потенційні лікувальні речовини

Різнометалічний комплекс [Cu(dmen)2] [Fe (CN)5(NO)] (dmen N,N-диметилетилендіамін, код KL447) був одержаний прямим синтезом у міжфакультетській НДЛ "Біологічно активні речовини" Київського національного університету імені Тараса Шевченка, містить іони міді (ІІ) і заліза (ІІ). КL447 і нітропрусид натрію [Cu(dmen)2][Fe(CN)5(NO)]•2H2O) мають однаковий аніон. Нітропрусид є донором оксиду азоту і судинорозширювальним препаратом [8]. Введення до складу цієї сполуки міді може змінити її властивості. Адже доведено: введення до складу існуючих антибіотиків іонів різних металів (Сu, Co, Ni, Zn) підсилює антимікробну дію останніх [9]. КL447 впливає на метаболізм заліза і міді [10], які, в свою чергу, відіграють важливу роль у диференціюванні та функціонуванні клітин крові [11]. Виходячи з цього, дослідження ймовірних ефектів даного комплексу на клітини крові є актуальним.

Метою даної роботи було дослідити вплив різних доз КL447 на показники крові щурів після місячного введення для встановлення гематоксичної дії даної сполуки.

Матеріали і методи дослідження. Досліди проведені на безпородних білих самках щурів з початковою масою 160-190 г. Щурів утримували при стандартному світловому дні на нормальному харчовому раціоні. KL447 розводили у дистильованій воді в дозах 2,5, 25 і 100 мг/кг та вводили зондом per os протягом 4-х тижнів (5 днів на тиждень) вранці до годування тварин. KL447 у дозі 25 мг/кг містить 3 мг/кг заліза, що відповідає терапевтичній дозі, і 3,5 мг/кг міді. Доза 100 мг/кг перевищує за вмістом заліза терапевтичну дозу у 4 рази, а міді — майже у 200 раз. Щурам контрольної групи вводили per os дистильовану воду. В кожній групі було по 8 щурів. Показники крові визначали загальноприйнятими методами перед дослідом (вихідні показники) та після місячного введення досліджуваної речовини.

Математичну обробку експериментальних даних проводили з використанням програми SPSS-16.0. Для визначення вірогідних відмінностей між величинами використовували однофакторний дисперсійний аналіз з критерієм Даннета (q).

Результати досліджень та їх обговорення

Вихідні значення основних показників крові контрольної та експериментальних груп істотно не відрізняються і знаходяться в межах фізіологічних значень (табл. 1).

Таблиця 1

Вихідні показники (М± m) крові щурів

KL447 після місячного введення в дозах 2,5 і 25 мг/кг не впливає на концентрацію гемоглобіну і кількість еритроцитів у крові, а в дозі 100 мг/кг — призводить до вірогідного їх зниження (рис. 1, 2). Не виявлено істотного впливу KL447 у всіх досліджених дозах на гематокрит (рис. 3) і вміст гемоглобіну в еритроцитах (рис. 4).

Рис. 1. Вплив KL447 на концентрацію гемоглобіну в крові
Примітка: ** p<0,01 у порівнянні з контрольною групою

Рис. 2. Вплив KL447 на кількість еритроцитів
Примітка: * p<0,05 у порівнянні з контрольною групою

Рис. 3. Вплив KL447 на гематокрит

Рис. 4. Вплив KL447 на середній вміст гемоглобіну в еритроцитах (МСН)

У максимальній досліджуваній дозі KL447 призводить до зменшення середньої концентрації гемоглобіну в еритроцитах (рис. 5) і збільшення середнього об'єму еритроцитів (рис. 6) та кількості ретикулоцитів (рис. 7, 8A, 8Б). У всіх щурів у мазках крові виявляються 1-2 оксифільних або поліхроматофільних нормобластів (рис. 8 В) в середньому на 200 лейкоцитів, що свідчить про істотну стимуляцію еритроїдної ланки гемопоезу і виходу ядерних попередників еритроцитів із кістковго мозку в кров.

Рис. 5. Вплив KL447 на середню концентрацію гемоглобіну в еритроцитах (МСНС)
Примітка: *** p<0,001 у порівнянні з контрольною группою

Рис. 6. Вплив KL447 на динаміку середнього об'єму еритроцитів (МСV)
Примітка: *** p<0,001 у порівнянні з контрольною группою

Рис. 7. Вплив KL447 на кількість ретикулоцитів в крові Примітка: * p<0,05 у порівнянні з контрольною групою

Аналізуючи комплекс змін в еритроїдній лінії крові, можна припустити, що KL447 у дозі 100 мг/кг призводить до гемолізу еритроцитів, про що свідчить зменшення концентрації гемоглобіну і кількості еритроцитів у крові і компенсується збільшенням кількості ретикулоцитів. Оскільки ретикулоцити є молодими еритроцитами [11], вони мають більший об'єм, що підтверджується в даному дослідженні підвищенням середнього об'єму еритроцитів. Аналогічні результати одержано в наших попередніх дослідженнях експериментальної моделі анемії, яку створювали за допомогою крововтрат [12]. Крім того, в ретикулоцитах незавершений синтез гемоглобіну, тому ми реєструємо зменшення середньої концентрації гемоглобіну в еритроцитах (МСНС).

KL447 не впливає на загальну кількість лейкоцитів у крові в усіх досліджених дозах. У найменшій дозі 2,5 мг/кг дія KL447 призводить до еозинофілії, в дозах 25 і 100 мг/кг є тенденція до збільшення кількості еозинофілів. Інші показники лейкоцитарного складу не змінюються (табл.2). Із морфологічних особливостей лейкоцитів привертає увагу вакуолізація лімфоцитів (рис. 8 Г) і моноцитів крові. Якщо для моноцитів вакуолізація характерна в нормі, то для лімфоцитів є ознакою патологічних процесів: лейкозів, лімфопроліферативних [11] та метаболічних захворювань [14].

Таблиця 2

Вплив КL447 на кількість лейкоцитів і показники лейкограм щурів (М±m)

 

Токсичний вплив KL447 може бути обумовлений іонами міді та заліза, які входять до його складу. Відомо, що їх надлишок призводить до гемолізу еритроцитів [11, 13], оскільки вони каталізують утворення вільних радикалів, які взаємодіють з білками цитоскелета і мембран та запускають процес перекисного окиснення ліпідів. Необхідно зазначити, що токсична дія вказаних металів призводить до змін кількості нейтрофільних гранулоцитів. У наших же дослідженнях кількість цих клітин залишається в межах норми, хоча дози металів істотно перевищують терапевтичні та вводились протягом місяця. Це свідчить про меншу токсичність металів у складі комплексних сполук порівняно з ефектами їх простих солей.

Таким чином, різнометалічний комплекс KL447 [Cu(dmen)2][Fe(CN)5(NO)] у дозах 2,5 і 25 мг/кг, які не перевищують терапевтичні дози за вмістом заліза, протягом місячного введення істотно не впливає на показники крові щурів. Введення протягом місяця KL447 у дозі 100 мг/кг, яка в 4 рази перевищує терапевтичну дозу заліза і майже у 200 разів міді, призводить до зменшення концентрації гемоглобіну і кількості еритроцитів у крові, а також середньої концентрації гемоглобіну в еритроцитах, збільшення середнього об'єму еритроцитів та кількості ретикулоцитів, що може свідчити про розвиток гемолітичної анемії. Дія KL447 призводить до незначної еозинофілії та вакуолізації лімфоцитів, інші показники лейкоцитів (кількість і лейкоцитарний склад) істотно не змінюються.

ЛІТЕРАТУРА

1. Григор'єва Г.С. Координаційні сполуки d-перехідних металів / Г.С. Григор'єва Г.С., Л.М. Киричок // Современные проблемы токсикологии. — 1998. — №1 — с.21—24.

2. Параметри гострої токсичності хлоридного комплексу Cu/Zn з етилендіаміном при одноразовому введенні per os / І.Бєлінська, Т.Рибальченко, В.Кокозей, О.Нестерова // Вісник Київського національного університету. Біологія. — 2008. — Вип.52-53. — С.67—68.

3. Гематотоксичність хлоридного комплексу Cu/Zn з етилендіаміном при однократному введенні / І.В.Бєлінська, Т.В.Рибальченко, В.М.Кокозей [та ін.]/ Совр. Пробл. Токсикологии. — 2008. — №2. — С.20—24.

4. Gielen M. Metallotherapeutic drugs and metal-based diagnostic agents: The Use of Metals in Medicine / M. Gielen, E.R. Tiekink. //-John Wiley & Sons, 2005 — 561 р.

5. Мембранотропная активность гетерополиядерных комплексов Сu(II)/Co(II) с диэтаноламином / Е.М. Филинская, Т.В. Рыбальченко, Г.В. Островская [та ін.] // Доповіді НАН України. — 2008. — №7. — С.179—183.

6. Формування резистентності грамнегативних та грампозитивних тест-культур до ацетатного комплексу Cu/Cd з етилендіаміном / Т.М. Фурзікова, Н.В. Яворська, В.В. По-зур [та ін.] // Буковинський медичний вісник. — 2008. — Том 12, №2. — С.82—83.

7. Патент України на корисну модель № 36261, C01G 1/00, A61K 31/13, A61K 31/30. Застосування ацетатного комплексу міді та кадмію з етилендіаміном як протипухлинного та антиметастатичного засобу / В.М. Кокозей, Л.В. Гарманчук, О.В. Нестерова [та ін.]. — Бюл. № 20, 2008.

8. Newcomer S.C. Heterogeneous Vasodilator Responses of Human Limbs: Influence of Age and Habitual Endurance Training / S.C. Newcomer, U.A. Leuenberger, C.S. Hogeman, D.N. Proctor // Am. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol. — 2005. —V.58, N1. — P.H308—H315.

9. Сhohan Z.H. Metal binding and antibacterial activity of ciprofloxacin complexes / Z.H. Сhohan, C.T. Supuran, A. Scozzafava // Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry. — 2005. — V. 20, N.3. — P.303—307.

10. Influence of the mixed-metal Cu/Fe complex [Cu(dmen)2][Fe(CN)5(NO)] (dmen N,N-dimethylethylenediamine) on serum iron and copper levels in experimental anemia of rats / I. Byelinska, T. Rybalcheko, V. Kokozay [et al.] // Annales universitatis Mariae Curie-Sclodowska. Lublin-Polonia. —2010. — Sectio DDD. — Vol. XXIII, N3. — P.221—225.

11. Williams Hematotlogy / M.A. Lichtman, T.J. Kipps, U. Seligsohn [et al.] — [8-th edition]. — USA: The McGraw-Hill Companies, 2010. — 2297 p.

12. Бєлінська І.В. Експериментальна анемія: динаміка показників крові і еритроцитарних індексів та вміст заліза і міді на піку анемії у щурів / І.В. Бєлінська // Український журнал гематології та трансфузіології. — 2010. — №5(10). — С. 36 — 42.

13. Hohenheim Consensus Workshop: Copper / K. Schumann, H.G. Classen, H.H. Dieter [et al.] // Eur. J. Clin. Nutr. — 2002. — V. 56, N. 6. — P. 469-483.

14. Anderson G. Blood film examination for vacuolated lymphocytes in the diagnosis of metabolic disorders; retrospective experience of more than 2500 cases from a single centre / G. Anderson, V.V. Smith, M. Malone, N.J. Sebire // J. Clin. Pathol. — 2005. — V.58. — P.1305-1310.

 

REFERENCES

1. Hryhor'eva H.S. Koordynacijni spoluky d-perekhidnykh metaliv / H.S. Hryhor'eva H.S., L.M. Kyrychok // Sovremennye problemy toksykolohyy. — 1998. — №1 — s.21—24.

2. Parametry hostroi toksychnosti khlorydnoho kompleksu Cu/Zn z etylendiaminom pry odnorazovomu vvedenni per os / I.Belins'ka, T.Rybal'chenko, V.Kokozej, O.Nesterova // Visnyk Kyivs'koho nacional'noho universytetu. Biolohiya. — 2008. — Vyp.52-53. — S.67—68.

3. Hematotoksychnist' khlorydnoho kompleksu Cu/Zn z etylendiaminom pry odnokratnomu vvedenni / I.V.Belins'ka, T.V.Rybal'chenko, V.M.Kokozej [ta in.]/ Sovr. Probl. Toksykolohyy. — 2008. — №2. — S.20—24.

4. Gielen M. Metallotherapeutic drugs and metal-based diagnostic agents: The Use of Metals in Medicine / M. Gielen, E.R. Tiekink. //-John Wiley & Sons, 2005 — 561 р.

5. Membranotropnaya aktivnost' geteropoliyadernykh kompleksov Su(II)/Co(II) s dietanolaminom / E.M. Filinskaya, T.V. Rybal'chenko, G.V. Ostrovskaya [ta іn.] // Dopovіdі NAN Ukraїni. — 2008. — №7. — S.179—183.

6. Formuvannya rezystentnosti hramnehatyvnykh ta hrampozytyvnykh test-kul'tur do acetatnoho kompleksu Cu/Cd z etylendiaminom / T.M. Furzikova, N.V. Yavors'ka, V.V. Po-zur [ta in.] // Bukovyns'kyj medychnyj visnyk. — 2008. — Tom 12, №2. — S.82—83.

7. Patent Ukrainy na korysnu model' № 36261, C01G 1/00, A61K 31/13, A61K 31/30. Zastosuvannya acetatnoho kompleksu midi ta kadmiyu z etylendiaminom yak protypukhlynnoho ta antymetastatychnoho zasobu / V.M. Kokozej, L.V. Harmanchuk, O.V. Nesterova [ta in.]. — Byul. № 20, 2008.

8. Newcomer S.C. Heterogeneous Vasodilator Responses of Human Limbs: Influence of Age and Habitual Endurance Training / S.C. Newcomer, U.A. Leuenberger, C.S. Hogeman, D.N. Proctor // Am. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol. — 2005. —V.58, N1. — P.H308—H315.

9. Сhohan Z.H. Metal binding and antibacterial activity of ciprofloxacin complexes / Z.H. Сhohan, C.T. Supuran, A. Scozzafava // Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry. — 2005. — V. 20, N.3. — P.303—307.

10. Influence of the mixed-metal Cu/Fe complex [Cu(dmen)2][Fe(CN)5(NO)] (dmen N,N-dimethylethylenediamine) on serum iron and copper levels in experimental anemia of rats / I. Byelinska, T. Rybalcheko, V. Kokozay [et al.] // Annales universitatis Mariae Curie-Sclodowska. Lublin-Polonia. —2010. — Sectio DDD. — Vol. XXIII, N3. — P.221—225.

11. Williams Hematotlogy / M.A. Lichtman, T.J. Kipps, U. Seligsohn [et al.] — [8-th edition]. — USA: The McGraw-Hill Companies, 2010. — 2297 p.

12. Belins'ka I.V. Eksperymental'na anemiya: dynamika pokaznykiv krovi i erytrocytarnykh indeksiv ta vmist zaliza i midi na piku anemii u schuriv / I.V. Belins'ka // Ukrains'kyj zhurnal hematolohii ta transfuziolohii. — 2010. — №5(10). — S. 36 — 42.

13. Hohenheim Consensus Workshop: Copper / K. Schumann, H.G. Classen, H.H. Dieter [et al.] // Eur. J. Clin. Nutr. — 2002. — V. 56, N. 6. — P. 469-483.

14. Anderson G. Blood film examination for vacuolated lymphocytes in the diagnosis of metabolic disorders; retrospective experience of more than 2500 cases from a single centre / G. Anderson, V.V. Smith, M. Malone, N.J. Sebire // J. Clin. Pathol. — 2005. — V.58. — P.1305-1310.

Надійшла до редакції 17.08.2011 р.

Схожі матеріали (за тегом)

FaLang translation system by Faboba