Ekologiya cheloveka (Human Ecology)Ekologiya cheloveka (Human Ecology)Экология человека1728-08692949-1444Eco-Vector7134210.17816/humeco71342ORIGINAL STUDY ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯResearch ArticleEffect of subchronic intoxication with thyram on the activity of antioxidant enzymes and the state of lipoperoxidation processesВлияние субхронической интоксикации тирамом на активность антиоксидантных ферментов и состояние процессов липопероксидацииhttps://orcid.org/0000-0002-6335-4311KorolevIvan V.КоролевИван Владимирович
Russian Federation

medical university student

студент медицинского университета

korolevva@kursksmu.nethttps://orcid.org/0000-0002-6117-06663374-3900SedykhAnastasia V.СедыхАнастасия Валерьевна
Russian Federation

researcher

научный сотрудник

turquoise95@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4376-42841180-1442KorolevVladimir A.КоролевВладимир Анатольевич
Russian Federation

Dr. Sci. (Biol.), Professor

доктор биологических наук, профессор

medecol1@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7948-72907168-7321FelkerElena V.ФелькерЕлена Викторовна
Russian Federation

MD, PhD

кандидат медицинских наук, доцент

felkerev@kursksmu.nethttps://orcid.org/0000-0002-2889-155X4394-4097MedvedevаOlga A.МедведеваОльга Анатольевна
Russian Federation

Dr. Sci. (Biol.)

доктор биологических наук, доцент

medvedevaoa@kursksmu.net5629-4557RyadnovaVera A.РядноваВера Анатольевна
Russian Federation

reseacher

научный сотрудник

veraan@ya.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3324-8689KorolevEgor V.КоролевЕгор Владимирович
Russian Federation

MD, medical university student

студент медицинского университета

korolevva@kursksmu.netKursk State Medical UniversityКурский государственный медицинский университет160620222921091180706202102022022Copyright ©; 2022, Korolev I.V., Sedykh A.V., Korolev V.A., Felker E.V., Medvedevа O.A., Ryadnova V.A., Korolev E.V.Copyright ©; 2022, Королев И.В., Седых А.В., Королев В.А., Фелькер Е.В., Медведева О.А., Ряднова В.А., Королев Е.В.2022Korolev I.V., Sedykh A.V., Korolev V.A., Felker E.V., Medvedevа O.A., Ryadnova V.A., Korolev E.V.Королев И.В., Седых А.В., Королев В.А., Фелькер Е.В., Медведева О.А., Ряднова В.А., Королев Е.В.https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0https://hum-ecol.ru/1728-0869/article/view/71342

AIM: This study aimed to investigate the effect of oxidative stress on the antioxidant defense system and state of lipid peroxidation of the body.

MATERIAL AND METHODS: Modeling of oxidative stress was carried out on 240 rats by daily administration of thiram at a dose of 1/50 LD50 (8 mg/kg body weight) in the diet of rats for 4 weeks. The catalytic activity of superoxide dismutase and catalase and the concentration of malondialdehyde and diene conjugates were analyzed.

RESULTS: The modeling of subchronic intoxication significantly decreased the activity of catalase and superoxide dismutase (p <0.05) and increased the concentration of malondialdehyde, diene conjugates in blood plasma, erythrocyte mass, and liver homogenate. After experimental subchronic intoxication, antioxidants such as vitamin E at a dose of 8.58 mg/kg and milk thistle extract at a dose of 13.74 mg/kg were used. Using such antioxidants within 30 days had significantly restored the activity of superoxide dismutase and catalase, and it also reduced the concentration of malondialdehyde and diene conjugates in all investigated body media.

CONCLUSION: Fungicide intoxication with thiram affects redox homeostasis. In addition, the usage of vitamin E and milk thistle extract can restore the prooxidant–antioxidant balance of the body.

Цель. Изучение влияния окислительного стресса на систему антиоксидантной защиты и состояние перекисного окисления липидов организма.

Материал и методы. Моделирование окислительного стресса осуществляли на 240 крысах путём ежедневного введения тирама в дозе 1/50 LD50 (8 мг/кг массы тела) в рацион крыс на протяжении 4 недель. Проанализированы каталитическая активность супероксиддисмутазы, каталазы и концентрация малонового диальдегида, диеновых конъюгатов.

Результаты. Моделирование субхронической интоксикации привело к значимому снижению активности каталазы и супероксиддисмутазы (р <0,05) и повышению концентрации малонового диальдегида, диеновых конъюгатов в плазме крови, эритроцитарной массе и гомогенате печени. После проведения экспериментальной субхронической интоксикации были использованы следующие антиоксиданты: витамин Е в дозе 8,58 мг/кг и экстракт расторопши в дозе 13,74 мг/кг. Их применение в течение 30 суток значительно восстановило показатели активности супероксиддисмутазы и каталазы, а также снижало концентрацию малонового диальдегида и диеновых конъюгатов во всех исследуемых средах организма.

Заключение. Интоксикация фунгицидом тирамом приводит к формированию окислительного стресса. Использование витамина Е и экстракта расторопши способствует восстановлению прооксидантно-антиоксидантного баланса организма.

thiramlipid peroxidationantioxidant systemvitamin Emilk thistleтирамперекисное окисление липидовантиоксидантная системавитамин ЕрасторопшаKong A, Zhang C, Cao Y, et al. The fungicide thiram perturbs gut microbiota community and causes lipid metabolism disorder in chickens. Ecotoxicol Environ Saf. 2020;206:1-12.Kong A., Zhang C., Cao Y., et al. The fungicide thiram perturbs gut microbiota community and causes lipid metabolism disorder in chickens // Ecotoxicol Environ Saf. 2020. N 206. P. 1-12.International Agency for Research on Cancer. IARC working group, Thiram. In: IARC Monographs on the Evaluation of the Carcinogenic Risk of Chemicals to Humans. Lyon: International Agency for Research on Cancer. 1991;53:403–422.International Agency for Research on Cancer. IARC working group, Thiram. In: IARC Monographs on the Evaluation of the Carcinogenic Risk of Chemicals to Humans. Lyon: International Agency for Research on Cancer. 1991. N 53. P. 403–422.Chandra J, Samali A, Orrenius S. Triggering and modulation of apoptosis by oxidative stress. Free Radical Biol. Med. 2000;29:323–333.Chandra J., Samali A., Orrenius S. Triggering and modulation of apoptosis by oxidative stress // Free Radical Biol. Med. 2000. N 29. P. 323–333.Doyotte A, Cossou C, Jacquin MC, et al. Aquat. Toxicol., 1997; 39:93–110.Doyotte A., Cossou C., Jacquin M.C., et al. // Aquat. Toxicol., 1997. N 39. P. 93–110.Elskens MT, Penninckx MJ. Thiram and dimethyldithiocarbamic acid interconversion in Saccharomyces cerevisiae: a possible metabolic pathway under the control of the glutathione redox cycle. Appl. Environ. Microbiol. 1997;63:2857–2862.Elskens M.T., Penninckx M.J. Thiram and dimethyldithiocarbamic acid interconversion in Saccharomyces cerevisiae: a possible metabolic pathway under the control of the glutathione redox cycle // Appl. Environ. Microbiol. 1997. N 63. P. 2857–2862.Menshchikova EB, Lankin VZ, Zenkov NK. Oxidative stress. Prooxidants and Antioxidants. Moscow: Slovo. 2006;556 p. [In Russ].Меньщикова Е.Б., Ланкин В.З., Зенков Н.К. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты. М.: Слово. 2006. 556 с.Chesnokova NP, Ponukalina EV, Bizenkova MN. Molecular cell mechanisms of free radicals inactivation in biological systems. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya. 2006;7:29-36. [In Russ].Чеснокова Н.П., Понукалина Е.В., Бизенкова М.Н. Молекулярно-клеточные механизмы инактивации свободных радикалов в биологических системах // Успехи современного естествознания. 2006. № 7. С. 29–36.Shapoval GS, Gromovaya VF. Mechanisms of the body's antioxidant defense under the action of reactive oxygen species. Ukr. Biochem. J. 2003;75(2):5-13.Шаповал Г.С., Громовая В.Ф. Механизмы антиоксидантной защиты организма при действии активных форм кислорода // Укр. біохім. журн. 2003. Т. 75. № 2. С. 5-13.Albasher G, Almeer R, Al-Otibi FO, et al. Ameliorative effect of beta vulgaris root extract on chlorpyrifos-induced oxidative stress, inflammation and liver injury in rats. Biomolecules. 2019;9(7):261.Albasher G., Almeer R., Al-Otibi F.O., et al. Ameliorative effect of beta vulgaris root extract on chlorpyrifos-induced oxidative stress, inflammation and liver injury in rats // Biomolecules. 2019. Vol. 9, N 7. P. 261.Dolgareva SA, Sideleva EN, Bushmina ON. Pharmacological correction of disorders caused by the development of oxidative stress in conditions of experimental acute destructive pancreatitis against the background of chronic alcohol intoxication. Innova. 2017;4(9);27-29. [In Russ].Долгарева С.А., Сиделева Е.Н., Бушмина О.Н. Фармакологическая коррекция нарушений, вызванных развитием оксидантного стресса в условиях экспериментального острого деструктивного панкреатита на фоне хронической алкогольной интоксикации // Innova. 2017. Т. 4, № 9. С. 27-29.Winterbourn CC. Superoxide as an intracellular radical sink. Free Radical Biology and Medicine. 1993;14:85–90.Winterbourn C.C. Superoxide as an intracellular radical sink // Free Radical Biology and Medicine. 1993. N 14. P. 85–90.Landis GN, Tower J. Superoxide dismutase evolution and life span regulation. Mech. Ageing Dev. 2005;126:365–379.Landis G.N., Tower J. Superoxide dismutase evolution and life span regulation // Mech. Ageing Dev. 2005. N 126. P. 365–379.Pigeolet E, Corbisier P, Houbion A, et al. Glutathione peroxidase, superoxide dismutase, and catalase inactivation by peroxide and oxygen derived free radical. Mech. Ageing Dev. 1990;51:283–297.Pigeolet E., Corbisier P., Houbion A., et al. Glutathione peroxidase, superoxide dismutase, and catalase inactivation by peroxide and oxygen derived free radical // Mech. Ageing Dev. 1990. N 51. P. 283–297.Lazarenko VA, Lyashev YuD, Shevchenko NI. Influence of the synthetic analogue of indolicidine on the processes of lipid peroxidation during thermal burns. Byulleten eksperimentalnoy biologii i meditsiny. 2014;4:443-445..[In Russ].Лазаренко В.А., Ляшев Ю.Д., Шевченко Н.И. Влияние синтетического аналога индолицидина на процессы перекисного окисления липидов при термических ожогах // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2014. Т. 157. № 4. С. 443-445.Hamdi H, Othmène YB, Ammar O, et al. Oxidative stress, genotoxicity, biochemical and histopathological modifications induced by epoxiconazole in liver and kidney of Wistar rats. Environ Sci Pollut Res Int. 2019;17:17535–1754.Hamdi H., Othmène Y.B., Ammar O., et al. Oxidative stress, genotoxicity, biochemical and histopathological modifications induced by epoxiconazole in liver and kidney of Wistar rats // Environ Sci Pollut Res Int. 2019. N 17. P. 17535–17547.Ibuki FK, Bergamaschi CT, da Silva Pedrosa M, Nogueira FN. Effect of vitamin C and E on oxidative stress and antioxidant system in the salivary glands of STZ-induced diabetic rats. Archives of Oral Biology. 2020;116:1-8. Art.104765.Ibuki F.K., Bergamaschi C.T., da Silva Pedrosa M., Nogueira F.N. Effect of vitamin C and E on oxidative stress and antioxidant system in the salivary glands of STZ-induced diabetic rats // Archives of Oral Biology. 2020. N 116. P. 1-8. Art.104765.Baba N, Raina R, Verma P, Sultana M, Malla R. Ameliorative effect of vitamin C and E on hematological alterations induced by chlorpyrifos alone and in conjunction with fluoride in Wistar rats. J Exp Integr Med. 2013;3:213-218.Baba N., Raina R., Verma P., et al. Ameliorative effect of vitamin C and E on hematological alterations induced by chlorpyrifos alone and in conjunction with fluoride in Wistar rats // J Exp Integr Med. 2013. N 3. P. 213-218.Tutelyan AV. Comparative assessment of antioxidant properties of immunoregulatory drugs. Byulleten' eksperimental'noi biologii i meditsiny. 2003;136(8):179-183. [in Russ].Тутельян А.В. Сравнительная оценка антиоксидантных свойств иммунорегуляторных препаратов // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2003. Т. 136. № 8. С. 179–183.Makarova MN, Shekunova EV, Rybakova AV, Makarov VG. Sample size of laboratory animals for experimental studies. Farmaciya. 2018; 2:3-8. [In Russ].Макарова М.Н., Шекунова Е.В., Рыбакова А.В., Макаров В.Г. Объем выборки лабораторных животных для экспериментальных исследований // Фармация. 2018. Т 67. № 2. С. 3-8.Habriev RU. Guidelines for the experimental (preclinical) study of new pharmacological agents. M.: Medicina. 2005, 832 p. [In Russ].Хабриев Р.У. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. М.: Медицина. 2005. 832 с.Rebrova OYu. Statistical analysis of statistical data. Application of the application package STATISTICA. M.: MediaSfera. 2002;312 p. [In Russ].Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ STATISTICA. М.: МедиаСфера. 2002. 312 с.Aruoma OI, Halliwell B, Hoey BM, Butler J. The antioxidant action of N-acetylcysteine: its reaction with hydrogen peroxide, hydroxyl radical, superoxide and hypochlorous acid. Free Radical Biol. Med. 1989;6:593–597.Aruoma O.I., Halliwell B., Hoey B.M., Butler J. The antioxidant action of N-acetylcysteine: its reaction with hydrogen peroxide, hydroxyl radical, superoxide and hypochlorous acid // Free Radical Biol. Med. 1989. N 6. P. 593–597.Banerjee BD, Seth V, Bhattacharya A, et al. Biochemical effects of some pesticides on lipid peroxidation and free-radical scavengers. Toxicol. Lett. 1999;107:33–47.Banerjee B.D., Seth V., Bhattacharya A., et al. Biochemical effects of some pesticides on lipid peroxidation and free-radical scavengers // Toxicol. Lett. 1999. N 107. P. 33–47.Amstad P, Moret R, Cerutti P. Glutathione peroxidase compensates for the hypersensitivity of Cu, Zn-superoxide dismutase overproducers to oxidant stress. J. Biol. Chem. 1994;269:1606–1609.Amstad P., Moret R., Cerutti P. Glutathione peroxidase compensates for the hypersensitivity of Cu, Zn-superoxide dismutase overproducers to oxidant stress // J. Biol. Chem. 1994. N 269. P. 1606–1609.Biswas SK, Rahman I. Environvental toxicity, redox signaling and lung inflammation: the role of glutation. Mol. Aspects Med. 2009;30:60–76.Biswas S.K., Rahman I. Environvental toxicity, redox signaling and lung inflammation: the role of glutation // Mol. Aspects Med. 2009. N 30. P. 60–76.Korolev VA, Lyashev YuD, Gribach IV, Kirishcheva NE. Changes in the prooxidant-antioxidant balance in chronic intoxication with bankcol and the effectiveness of preventive measures with the use of Mexidol. Kurskii nauchno-prakticheskii vestnik "Chelovek i ego zdorove". 2014;2:19-22. [In Russ].Королев В.А., Ляшев Ю.Д., Грибач И.В., Кирищева Н.Е. Изменение прооксидантно-антиоксидантного баланса при хронической интоксикации банколом и эффективность профилактических мероприятий с применением мексидола // Курский научно-практический вестник "Человек и его здоровье". 2014. № 2. С. 19-22.Kozer E, Evans S, Barr J, et al. Glutathione, glutathione-dependent enzymes and antioxidant status in erythrocytes from children treated with high-dose paracetamol. Br J Clin Pharmacol. 2003;3:234-240.Kozer E., Evans S., Barr J., et al. Glutathione, glutathione-dependent enzymes and antioxidant status in erythrocytes from children treated with high-dose paracetamol // Br J Clin Pharmacol. 2003. N 3. P. 234-240.Valko M, Rhodes CJ, Moncol J, et al. Free radicals, metals and antioxidants in oxidative stress-induced cancer. Chemico-Biological Interactions. 2006;160:1–40.Valko M., Rhodes C.J., Moncol J., et al. Free radicals, metals and antioxidants in oxidative stress-induced cancer // Chemico-Biological Interactions. 2006. N 160. P. 1–40.Danilova AE, Sorokin AV, Dolgareva SA. Functional and metabolic activity of erythrocytes in conditions of experimental acute destructive pancreatitis against the background of chronic alcohol intoxication. Innova. 2018;4(13):39-42. [In Russ].Данилова А.Э., Сорокин А.В., Долгарева С.А. Функционально-метаболическая активность эритроцитов в условиях экспериментального острого деструктивного панкреатита на фоне хронической алкогольной интоксикации // Innova. 2018. № 4 (13). С. 39-42.