CC BY
89
УДК 615.099:546.49]:615.014.425:546.23] - 092.9(045)
АНТИТОКСИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ СЕЛЕНА, СЕРЫ И ТЕЛЛУРА ПРИ ОТРАВЛЕНИИ АЗОТНОКИСЛОЙ РТУТЬЮ
БЕЛЫХ МЫШЕЙ
© 2010 г. Н.Ю. Русецкая1, Е.П. Меркулова1, В.Б. Бородулин1, Б.И. Древко2, И.А. Горошинская3
Саратовский государственный медицинский университет, ул. Б. Казачья, 112, г. Саратов, 410026, meduniv@sgmu.ru
2Саратовский военный институт биологической и химической безопасности пр. 50лет Октября, 5, г. Саратов, 410037
3Ростовский научно-исследовательский онкологический институт, ул. 14-я линия, 63, г. Ростов-на-Дону, 344037, rnioi@list.ru
Saratov State Medical University, B. Kazachya St., 112, Saratov, 410026, meduniv@sgmu. ru
2Saratov Military Institute of Biological and Chemical Safety, 50 let Oktyabry, 5, Saratov, 410037
3Rostov Research Oncological Institute, 14 line, 63, Rostov-on-Don, 344037, rnioi@list.ru
Соединения селена обладают антиоксидантной и антитоксической активностью. Халькогены — сера, селен, теллур — находятся в 6-й группе периодической системы, обладают сходными химическими свойствами и, вероятно, будут проявлять сходные биологические свойства. В связи с этим целью работы явилось исследование антитоксического действия селеноорганического соединения диацетофенонил-селенида (ДАФС-25) и его серо- и теллуропроизводных при отравлении белых беспородных мышей азотнокислой ртутью. Согласно полученным данным, халькогенорганические соединения не оказывали токсического действия на организм экспериментальных животных. При употреблении препарата ДАФС-25 и его серосодержащего аналога в качестве антитоксикантов отмечена нормализация биохимических показателей сыворотки крови у мышей. Следовательно, эти соединения проявляли выраженную антитоксическую активность при отравлении солью ртути. Теллуроорганический препарат не проявлял антитоксической активности.
Ключевые слова: антитоксическое действие, сера, селен, теллур, отравление, ртуть.
Selenium compounds possess antioxidant and antitoxic activity. Chalcogenes — sulfur, selenium, tellurium — are in sixth group of the periodic system, have similar chemical properties and, possibly, they will display similar biological properties. The purpose of this investigation is the research of antitoxic action of selenorganic compound diacetophenonylselenid (DAPS-25) and its sulfur- and tellur-derivant at the poisoning of white mice with the mercury nitrate. According to obtained data chalcogenorganic compounds don't affect toxic action on the organism of the experimental animals. It was observed the normalization of the biochemical parameters of mice blood serum at use of DaAPS-25 and its sulfurcontaining analogue as the antitoxicants. Hence these compounds displayed the antitoxic activity at the poisoning of white mice with the mercury nitrate. Tellurorganic compound don't affect the antitoxic activity.
Keywords: antitoxic action, sulfur, selenium, tellurium, poisoning, mercury.
Тяжелые металлы - свинец, кадмий, ртуть и мышьяк - широко распространены в окружающей среде. Человек получает тяжелые металлы из много-
численных источников, включая загрязненный воздух, воду, пищу. Среди них наиболее распространенным является ртуть. Хроническое отравление неорга-
ническими соединениями ртути вызывает гингивиты, стоматиты, нефрозы, расстройства в работе нервной системы; органическими - сенсорную невропатию, атаксию, дизартрию, потерю слуха и слепоту [1, 2]. Как предполагают [3], это связано с повреждением определенных участков головного мозга (зрительных бугров, мозжечка). Кроме того, установлено, что соединения ртути могут проходить через плаценту и накапливаться в пуповине и плоде [4, 5]. Внутриутробное отравление высокими дозами соединений ме-тилртути вызывает задержку умственного развития и церебральный паралич у детей [6]. Недавно установлено, что соединения ртути оказывают генотоксиче-ское действие, вызывая хромосомные аберрации [7].
В этой связи поиск антитоксикантов, способных инактивировать соединения ртути, представляется актуальным.
В настоящее время активно изучается биологическое действие соединений селена. Известно, что органические соединения селена по сравнению с неорганическими являются менее токсичными, более биодоступными и удобными в применении [8]. В животноводстве и в птицеводстве ряда регионов России применяется селеноорганический препарат диацето-фенонилселенид (ДАФС), который позволяет нормализовать деятельность иммунной, антиоксидантной и детоксицирующей систем организма животных и птиц [9].
Селеноорганические соединения оказывают двойное антитоксическое действие in vivo: с одной стороны, они связывают катионы ртути благодаря наличию в молекуле селеногидрильных групп, а с другой - обладая антиоксидантными свойствами, инактивируют реакционно-способные радикалы, образовавшиеся под действием соединений ртути [10].
Халькогены - сера, селен и теллур - находятся в 6-й группе периодической системы, что обусловливает аналогичное строение внешних электронных оболочек и определяет подобие химических свойств этих элементов.
В связи с вышеизложенным целью настоящей работы явилось исследование антитоксического действия селеноорганического соединения ДАФС-25 и его серо- и теллуропроизводных при отравлении белых беспородных мышей азотнокислой ртутью. Халькогены (сера, селен, теллур) обладают сходными химическими свойствами и, вероятно, будут проявлять сходные биологические свойства.
Материалы и методы
Селен- и теллурорганические препараты впервые синтезированы в Саратовском военном институте биологической и химической безопасности. Соединения являются структурными аналогами (рисунок).
В эксперименте использовали HgNO3 в концентрации 140 мг/кг, ДАФС-25 (препарат 1) в концентрации 800 мкг/кг, серосодержащий аналог ДАФС-25 (препарат 2) в концентрации 800 мкг/кг, теллуросо-держащий аналог ДАФС-25 (препарат 3) в концентрации 800 мкг/кг. Препараты 1, 2 и 3 растворяли в растительном масле при нагревании до 60 °С на водяной
бане. Эксперимент проводили на самцах белых беспородных мышей возрастом 2 мес. и массой 20 г. ждая группа мышей включала 5 животных. 1-ю группу (контроль) кормили растительным маслом (10 мкл); 2-ю - препаратом 1 (10 мкл) с дозой 800 мкг/кг; 3-ю - препаратом 2 (10 мкл) с дозой 800 мкг/кг; 4-ю -препаратом 3 (10 мкл) с дозой 800 мкг/кг. Животным 5-й группы перорально вводили HgNOз (10 мкл) с дозой 140 мг/кг; 6-й - препарат 1 (10 мкл), через 1 ч -HgNO3 (10 мкл); 7-й - препарат 2 (10 мкл), через 1 ч -HgNO3 (10 мкл); 8-й - препарат 3 ( 10 мкл), через 1 ч -(10 мкл ).
ш
Халькогенсодержащие арилалифатические дикетоны: препарат I - 1,5-дифенил-3-селенапентандион-1,5, или ДАФС-25; II - 1,5-дифенил-3-тиопентандион-1,5; III - 1,5-дифенил-3-теллурапентадион-1,5
Сыворотку крови получали из крови, взятой из вены сафена (saphenous vein) [11]. Для проведения кли-нико-лабораторного исследования сыворотки крови опытных животных использовали полуавтоматический анализатор «Hospitex Screen master plus» (Швейцария) с использованием стандартных наборов реактивов. В сыворотке крови экспериментальных животных определяли биохимические показатели: глюкозу, лактат, общий белок, мочевину, креатинин, лактатде-гидрогеназу (ЛДГ), щелочную фосфатазу (ЩФ), ас-партатаминотрансферазу (АсАТ), аланинаминотранс-феразу (АлАТ).
Результаты и их обсуждение
Полученные нами данные свидетельствуют о токсическом действии соли ртути на организм опытных мышей.
Обнаружено снижение активности ЛДГ сыворотки крови (на 67 %) на фоне повышенной концентрации лактата (на 250), что может быть следствием ингиби-рования фермента солью тяжелого металла (таблица).
Результаты биохимического исследования крови при проведении эксперимента с азотнокислой ртутью
Биохимический показатель Группа животных
1 2 3 4 5 6 7 8
Глюкоза 6,9± 1,1 11,72± 1,3 13,4±1,7 14± 1,8 8,85±1,2 7,0± 0,56 12,2±1,1 15± 1,8
Лактат 8±1,3 11,3± 0,89 13,37± 1,1 12,2±1,2 28± 1,8 14± 1,38 20± 1,9 19,8±2,3
Общий белок 60± 8,0 64± 8,8 70,2±9,1 72± 9,6 23± 2,1 58± 5,35 62± 5,8 22± 3,1
Мочевина 50± 5,8 47,2±5,1 50,3±5,7 40± 4,8 15± 1,6 41± 3,89 38± 4,2 35± 4,2
Креатинин 50± 6,2 45± 4,8 43± 5,0 43± 4,8 28± 1,6 49± 5,1 44± 4,9 43± 3,8
ЛДГ 2233±185 4630±263 4408±228 5208±289 737±78 6428±567 6513±588 4529±435
ЩФ 350±62 383±74 399±81 338±85 987±112 451±387 425±41 493±52
АсАТ 140±23 110±19 90± 16 78± 12 140±13 100±9,9 110±9,3 90± 11
АлАТ 24± 3,8 20± 2,9 18± 1,9 27± 4,1 27± 2,6 19± 1,4 21± 1,89 20± 2,6
Сниженная концентрация мочевины (на 70 %) и креатинина (на 56) в сыворотке крови подтверждает токсическое действие соли ртути на гепатоциты. Повышена активность ЩФ (на 29 %) и снижена концентрация общего белка на 61,7 (вследствие нарушения синтеза альбуминов в печени и при выведении альбуминов с мочой).
Исследуемые препараты 1, 2, 3 не оказывали значительного токсического действия на организм мышей (таблица). Соединения 1 и 2 проявляли выраженную антитоксическую активность при отравлении солью ртути.
При употреблении препаратов 1 и 2 в качестве антитоксикантов отмечена нормализация биохимических показателей сыворотки крови у мышей: концентрация мочевины, креатинина, общего белка; активность ферментов АсАТ и АлАТ соответствует норме; активность ЛДГ и ЩФ увеличивается в присутствии антитоксикантов, что можно объяснить снижением ингибирующего действия нитрата ртути на эти ферменты. Препарат 3 не оказывал выраженного антитоксического действия при отравлении солью ртути. Среди исследованных соединений (1,2,3) теллурсо-держащее соединение обладает большей токсичностью, поскольку токсичность элементов VI группы периодической системы увеличивается в следующем порядке: сера - селен - теллур. Можно предположить, что препарат 3 в нашем эксперименте усиливал токсическое действие соли ртути.
Антитоксическое действие препаратов, содержащих селен и серу, вероятно, заключается в усилении антиоксидантной защиты клеток организма, которая выражается в связывании иона тяжелого металла с атомом селена или серы и/или в обезвреживании радикалов, образованных под действием соли тяжелого металла [10].
Полученные данные позволяют сделать вывод, что из исследованных препаратов наибольшим антитоксическим действием обладали препараты 1 и 2. Препарат 3 не оказывал выраженного антитоксического действия на белых беспородных мышей.
Литература
1. Landrigan P.J. Occupational and Community Exposures to Toxic Metals: Lead, Cadmium, Mercury and Arsenic // West J. Med. 1982. Vol. 137, №. 6. Р. 531-539.
2. Mahaffey K.R. Mercury exposure: medical and public health issues // Transactions of the American clinical and climatological association. 2005. Vol. 116. P. 127-154.
3. Clarkson T.W. Mercury: major issues in environmental health // Environ. Health Perspect. 1993. Vol. 100. P. 3138.
4. Inorganic mercury and methylmercury in placentas of Swedish women / K. Ask [et al.] // Environ. Health Pers-pect. 2002. Vol. 110, № 5. P. 523-526.
5. Umbilical Cord Mercury Concentration as Biomarker of Prenatal Exposure to Methylmercury / P. Grandjean [et al.] // Environ. Health Perspectives. 2005. Vol. 113, № 7. P. 905-908.
6. Myers G.J., Davidson P.W. Prenatal methylmercury exposure and children: neurologic, developmental, and behavioral research // Environ. Health Perspect. 1998. Vol. 106, №. 3. P. 841-847.
7. Datta S., Biswas S.J., Khuda-Bukhsh A.R. Comparative Efficacy of Pre-feeding, Post-feeding and Combined Pre-and Post-feeding of Two Microdoses of a Potentized Homeopathic Drug, Mercurius Solubilis, in Ameliorating Ge-notoxic Effects Produced by Mercuric Chloride in Mice // Evid. Based Complement. Alternat. Med. 2004. № 1. P. 291-300.
8. Рубцов В.В. Коррекция иммунной защиты у кур при селеновой недостаточности селенорганическими препаратами: автореф. дис. ... канд. вет. наук. Иваново, 2007. 21 с.
9. Зайцев В.Г., Островский О.В., Закревский В.И. Связь между химическим строением и мишенью действия как основа классификации антиоксидантов прямого действия // Эксперим. клин. фармакология. 2003. № 4. С. 66-70.
10. The Roles of Serum Selenium and Selenoproteins on Mercury Toxicity in Environmental and Occupational Exposure / C. Chen [et al.] // Environ. Health Perspectives. 2006. Vol. 114, №. 1. P. 297-301.
11. Hem A., Smith A.J., Solberg P. Saphenous vein puncture for blood sampling of the mouse, rat, hamster, gerbil, guinea pig, ferret and mink // Laboratory Animals. 1998. Vol. 32. P. 364-368.
Поступила в редакцию_3 марта 2009 г
