CC BY
9
Том 17. N 5-6 2013 р.
© Багмут И. Ю.*, Жуков В. И., Зайцева О. В., Книгавко В. Г. УДК 614.777:543.39:547.42
ДИНАМИКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ИОННОГО ОБМЕНА В ОРГАНИЗМЕ
*
КРЫС ПОД ВЛИЯНИЕМ ОЛИГОЭФИРОВ В ПОДОСТРОМ ОПЫТЕ
Багмут И. Ю. *, Жуков В. И., Зайцева О. В., Книгавко В. Г.
*Харьковская медицинская академия последипломного образования, г.Харьков
Харьковский национальный медицинский университет, г.Харьков
Рiвнi мИкро- / макроелементв в органах / тканинах виступають нформативними показниками оцнки змн, що вИд-буваються в органззм/ тварин та людини п Ид д.¡ею чужорИдних хИмИчних речовин. Проведено дослдження пдгостроИ ди олИгофрИв Л-501-2-100, Л-1601-2-50«Б» и Л-1601-2-50«Р» дозою 1/10 01.50 на обмiн юн/в метал/в (калИй, на-трй, залiзо, мдь, цинк, магний, кальций, марганець, фосфор) у сироватцИ кров, печ/нц/, с/менниках блих щур/в атомно-абсорбцИйним методом. Виявлено збИльшення вм/сту /он/в магнию, цинку, мИдИ, зал/за, фосфору, марганцю, калию у сироватц/ та значне зменшення Их рвнв у внутр/шн/х органах, що може указувати на виведення Их ¡з орган ¡зму. Такий дисбаланс в оонному обмИн.И, очевидно, пов'язаний з/ структурно-метаболИчними порушеннями, що обумовленiрозвитком дистрофИчних та деструктивних процесю. 1они металИв виходять /з клИтини, внутр'шньокл'--тинних сгрукгурно-функц/ональних одиниць / поступають у мИжклтинний простИр та кров. За таких умов можливо оч кувати виникнення порушень тканинного дихання та окислювального фосфорилювання, розвиток г поксичних процесИв, а також порушень енергетичних / метаболИчних синтезИв. Все це свИдчить про зрив адаптацйних механИзм ¡в забезпечення гомеостатичноИ функци орган.¡зму, ведуча роль у яких належит центральн .Ий нервов Ий систем.I i гпофИзарно-наднирниковИй системИ.
Ключовi слова: ксенобютики (олiгоефiри), обмЫ юшв металiв, бл щури, пщгострий дослщ.
Вступление
По мнению многих исследователей, достаточно информативными показателями оценки изменений, происходящих в организме животных и человека под воздействием чужеродных химических веществ, являются содержания микро- и макроэлементов [3,6,8]. Как дефицит ионов металлов, так и избыточное поступление в организм приводит к нарушению обменных процессов и может явиться причиной развития патологических состояний. Вхождение их в основные биохимические метаболические системы (ферменты, гормоны, витамины, рецепторы, нуклеиновые кислоты, рибосомы) определяет их исключительную роль в обеспечении различных физиологических и биохимических процессов - оплодотворения, митоза, созревания, перехода от пролиферации к состоянию покоя, транспорта аминокислот через мембраны, проведение нервного импульса и др. [1,4,7]. В проводимом нами исследовании полисистемной характеристики потенциальной опасности синтезированных новых марок олигоэфиров на основе раскрытия патофизиологических механизмов развития структурно-метаболических нарушений в организме в условиях подострой токсификации динамика показателей ионного обмена представляет определенный научный и практический интерес. Изучаемые олигоэфиры применяются для получения пластмасс, пенопластов, термопластов, эпоксидных смол, лаков, эмалей, тормозных, гидравлических и охлаждающих жидкостей и др. [3].
Учитывая вышесказанное, целью работы являлось исследование влияния олигоэфиров в подост-
ром опыте на обмен ионов металлов в органах и тканях экспериментальных животных.
Материалы и методы исследования
В работе были использованы образцы олигоэфиров с регламентированными свойствами марок: Л-501-2-100 (ацетали монометилового эфира полиокси-этиленгликоля), Л-1601-2-50«Б» (бутилаллиловый эфир полиоксипропиленоксиэтиленгликоля) и Л-1601-2-50«Р» (ацетали монобутилового эфира полиокси-пропиленоксиэтиленгликоля). Программа исследования предусматривала проведение подострого опыта на белых крысах и определение содержания в органах и тканях ионов калия, натрия, железа, меди, цинка, магния, кальция, марганца, фосфора. Эксперименты были поставлены на половозрелых крысах-самцах линии Вистар массой 0,18-0,20 кг, которые ежедневно на протяжении 45 суток подвергались пе-роральному воздействию олигоэфиров в дозе 1/10 01_50, что составляло 3,46; 3,85 и 5,17 г/кг массы животного соответственно для Л-501-2-100, Л-1601-2-50 «Б» и Л-1601-2-50«Р». Вещества в виде водных растворов вводились внутрижелудочно с помощью металлического зонда ежедневно утром натощак. Контрольная группа получала соответствующие объемы питьевой воды. Было создано три опытных и одну контрольную группу, по 10 крыс в каждой группе. Животные содержались в стационарных условиях вивария при постоянной температуре и естественном освещении. Забой крыс проводили путем декапитации с предварительной анестезией тиопенталом натрия. Проведение процедур с экспериментальными животными осуществлялось в соответствии с требования-
* Цитування при атеи^аци кадр1в: Багмут И. Ю.*, Жуков В. И., Зайцева О. В., Книгавко В. Г. Динамика показателей ионного обмена в организме крыс под влиянием олигоэфиров в подостром опыте // Проблеми екологИИ i медицини. - 2013. - Т. 17, № 5-6. - С. 32 -34
ми биоэтики и принципов «Европейской конвенции о защите позвоночных животных, которые используются для экспериментальных и других научных целей» (Страсбург, 1986). Обмен ионов металлов изучали атомно-абсорбционным методом [2]. Для проведения анализа органы и ткани подвергались предварительному озолению и экстрагированию по Е.А. Лойко [5] и Г.О. Бабенко [2]. Полученный экстракт подавался в прибор, и определялось содержание ионов, результаты сравнивались с эталонными образцами. Статистическая обработка полученных результатов исследования выполнялась с использованием методов вариационной статистки и оценкой достоверности отличий по ^критерию Стьюдента-Фишера.
Динамика содержания ионов металлов в сыворотке крови
Результаты и их обсуждение
Исследования обнаружили, что олигоэфиры изучаемых марок в дозе 1/10 0150 в сыворотке крови приводят к увеличению содержания ионов калия, кальция, магния, меди, цинка, железа, фосфора, марганца и снижению концентрации натрия (табл. 1). Так, уровень калия повышался на - 76,77%; 74,22% и 82,16%, кальция - 42,39%; 45,68% и 52,27%, магния -106,37%; 120,91% и 132,73%, меди - 65,48%; 57,74% и 76,55%, цинка - 81,16%; 91,24% и 76,03%, железа -130,81%; 141,98% и 115,51%, фосфора - 94,92%; 104,52% и 134,47%, марганца - 72,85%; 93,15% и 109,91%, на фоне снижения уровня натрия на 14,31%; 17,66% и 21,36%, соответственно при воздействии Л-501-2-100, Л-1601-2-50«Б» и Л-1601-2-50«Р» по сравнению с показателями контрольной группы.
Таблица 1
крыс при подостром воздействии олигоэфиров в дозе 1/10 й150
Показатели Группа наблюдения М±т
Контроль Л - 501-2-100 Л - 1601-2-50 «Б» Л- 1601-2-50 «Р»
Калий (ммоль/л) 3,53±0,42 6,24±0,57* 6,15±0,35* 6,43±0,53*
Натрий(ммоль/л) 140,4±5,76 120,3±4,80* 115,6±5,10* 110,4±3,75*
Кал ьци й (ммоль/л) 2,43±0,17 3,46±0,28* 3,54±0,39* 3,70±0,48*
Магний(ммоль/л) 1,10±0,16 2,27±0,19* 2,43±0,25* 2,56±0,33*
Медь(мкмоль/л) 16,8±1,44 27,8±1,32* 26,5±1,47* 29,66±1,74*
Цинк(мкмоль/л) 17,35±1,67 31,43±2,55* 33,18±1,76* 30,54±2,10*
Железо(мкмоль/л) 18,44±1,52 42,56±3,17* 44,62±3,80* 39,74±2,75*
Фосфор(ммоль/л) 1,77±0,19 3,45±0,37* 3,62±0,29* 4,15±0,32*
Марганец(мкмоль/л) 16,35±1,24 28,26±1,94* 31,58±2,63* 34,32±2,76*
Примечание: *- различия с контролем достоверные, р<0,05.
Анализ оценки ионного обмена в печени выявил снижение концентрации калия, натрия, магния, цинка, меди, железа, фосфора, марганца на фоне повышения концентрации кальция (табл. 2). По сравнению с данными контрольной группы уровень калия в печени снижался на 39,29%; 41,30% и 37,51%, натрия -29,32%; 25,08% и 28,52%, магния - 37,01%; 42,68% и 39,55%, цинка - 27,33%, 33,74% и 36,78%, меди -
26,13%; 31,81% и 39,77%, железа - 35,93%, 42,18% и 48,43%, фосфора - 36,62%; 38,71% и 47,71%, марганца - 40,61%; 45,59% и 50,95%, уровень кальция повышался на 78,53%; 87,12% и 103,38%, соответственно под влиянием Л-501-2-100, Л-1601-2-50«Б» и Л-1601-2-50 «Р», по сравнению с данными референтной группы.
Таблица 2
Динамика содержания ионов металлов в печени крыс при подостром воздействии олигоэфиров в дозе 1/10 й1б0
Показатели Группа наблюдения М±т
Контроль Л - 501-2-100 Л - 1601-2-50 «Б» Л - 1601-2-50 «Р»
Калий (мг/100 г ткани) 8,45±0,32 5,13±0,36* 4,96±0,42* 5,28±0,47*
Натрий (мг/100 г ткани) 8,73±0,46 6,17±0,32* 6,54±0,53* 6,24±0,46*
Кальций (мг/100 г ткани) 3,26±0,25 5,82±0,49* 6,10±0,55* 6,63±0,57*
Магний (мг/100 г ткани) 6,70±0,38 4,16±0,35* 3,84±0,31* 4,05±0,24*
Цинк (мг/100 г ткани) 9,84±0,57 7,15±0,63* 6,52±0,49* 6,22±0,38*
Медь (мг/100 г ткани) 0,88±0,07 0,65±0,04* 0,60±0,05* 0,53±0,04*
Железо (мг/100 г ткани) 1,28±0,09 0,82±0,03* 0,74±0,05* 0,66±0,06*
Фосфор (мг/100 г ткани) 4,15±0,24 2,63±0,18* 2,56±0,22* 2,17±0,17*
Марганец (мг/100 г ткани) 5,22±0,46 3,10±0,27* 2,84±0,33 2,56±0,22*
Примечание: *- различия с контролем достоверные, р<0,05.
Изучение обмена ионов металлов в семенниках выявило снижение содержания калия на 16,58%; 19,51% и 24,39%, натрия - 23,97%; 25,54% и 33,65%, магния - 17,95%; 20,17% и 22,36%, цинка - 62%; 60,34% и 63,79%, меди - 20,92%; 21,79% и 41,02%, железа - 48,03%; 43,30% и 50%, фосфора - 48,79%; 52,78% и 56,49%, марганца - 27,35%; 31,18% и 16,23% и увеличение содержания кальция на 38,26%;
33,34% и 40,09%, соответственно под влиянием Л-501-2-100, Л-1601-2-50«Б» и Л-1601-2-50«Р» (табл. 3). Исследования показывают, что олигоэфиры в основном увеличивают содержание ионов металлов в сыворотке крови, тогда как во внутренних органах они в большинстве случаев значительно снижают уровни исследуемых ионов.
Таблица 3
Динамика содержания ионов металлов в семенниках крыс при подостром воздействии олигоэфиров в дозе 1/10 DL50
Показатели Группа наблюдения М±т
Контроль Л - 501-2-100 Л - 1601-2-50 «Б» Л - 1601-2-50 «Р»
Калий (мг/100 г ткани) 4,10±0,23 3,42±0,18* 3,30±0,20* 3,10±0,26*
Натрий(мг/100 г ткани) 8,26±0,35 6,28±0,43* 6,15±0,34* 5,48±0,42*
Кальций (мг/100 г ткани) 1,83±0,12 2,53±0,16* 2,44±0,21 * 2,58±0,27*
Магний(мг/100 г ткани) 6,35±0,38 5,21 ±0,26* 5,05±0,18* 4,93±0,36*
Цинк(мг/100 г ткани) 5,80±0,27 2,16±0,18* 2,30±0,22 * 2,10±0,14*
Медь (мг/100 г ткани) 0,88±0,06 0,57±0,04* 0,61 ±0,03* 0,46±0,04*
Железо (мг/100 г ткани) 2,54±0,26 1,32±0,14* 1,44±0,16* 1,27±0,13*
Фосфор (мг/100 г ткани) 8,62±0,69 4,23±0,28* 4,07±0,32* 3,75±0,24*
Марганец (мг/100 г ткани) 5,74±0,46 4,17±0,23* 3,95±0,18* 3,66±0,22*
Примечание: *- различия с контролем достоверные, р<0,05.
Обобщая полученные результаты исследования обмена ионов в органах и тканях животных, подвергавшихся подострому воздействию олигоэфиров в дозе 1/10 DL50, можно сказать, что концентрация калия повышалась в сыворотке крови и снижалась в печени и семенниках. Уровни натрия снижались в сыворотке крови, печени и семенниках, что позволяет судить о развитии натрийурии. Содержание ионов кальция было увеличенным в сыворотке, печени и семенниках. Уровни ионов магния, цинка, меди, железа, фосфора, марганца возрастали в сыворотке крови и уменьшались в печени, семенниках. Такая динамика ионов металлов может свидетельствовать о выведении их из организма [3,6].
Известно, что регуляция микро- и макроэлемент-ного обмена в организме осуществляется как нервной системой, так и железами внутренней секреции. Большинство авторов считают, что основным регуля-торным механизмом обмена микроэлементов в организме является система гипофиз-кора надпочечников, функциональное состояние которой теснейшим образом зависит и связано с деятельностью центральной нервной системы. Именно эти системы в наибольшей мере подвержены изменениям при условии формирования патологических состояний [6-8]. В связи с этим, можно судить, что дисбаланс ионов металлов в различных органах и тканях в условиях ток-сификации олигоэфирами сопряжен с нарушением кооперативного взаимодействия ЦНС и гипофизарно-надпочечниковой системы.
Выводы
Установленная динамика обмена микро- и макроэлементов в организме экспериментальных животных, подвергавшихся подострому воздействию олигоэфиров, может быть связана со структурно-метаболическими нарушениями, обусловленными развитием дистрофических и деструктивных процессов. Ионы металлов выходят из клетки, внутриклеточных структурно-функциональных единиц и посту-
пают в межклеточное пространство и кровь. В этих условиях следует ожидать появления нарушений тканевого дыхания и окислительного фосфорилирова-ния, развития гипоксических процессов, а также нарушений энергетических и метаболических синтезов, что свидетельствует о срыве адаптационных и защитно-приспособительных механизмов обеспечения гомеостатической функции организма, ведущая роль в которых принадлежит ЦНС и гипофизарно-надпочечниковой системе.
Литература
1. Акопова А.В. Обратимость энергозависимого накопления кальция в митохондриях. // Укр. Биох. Журн. -2008. - Т. 80, № 2. - С. 82-89.
2. Бабенко Г.О. Визначення мiкроелементiв i метало-ферменпв у шычних лабораторiях. - К: Здоров'я. -1968. - 136 с.
3. Жуков В.И., Попова Л.Д., Зайцева О.В. и др. Простые и макроциклические эфиры: научные основы охраны водных объектов. - Харьков: «Торнадо», 2000. - 435 с.
4. Иежица И.Н., Спасов А.А., Калий-магниевый гомео-стаз: физиология, патофизиология, клинические последствия дефицита и особенности фармакологической коррекции. // Успехи физиологических наук. -2008. - Т. 39, № 1. - С. 23-41.
5. Лойко Е.А. Спектрохимическое определение микр-элементов в сыворотке и моче. // Лаб. дело. - 1967. -№ 7. - С. 403-406.
6. Мухин Н.А., Козловская Л.В., Барашков Г.К. и др. Клиническое значение дисбаланса микроэлементов. // Ми -кроэлементы в медицине. - 2005. - Т.6, - Вып. 1 . - С. 42-45.
7. Протасова О.В., Максимова И.А., Ботвин М.А. и др. Исследование взаимосвязи между дисбалансом содержания макро- и микроэлементов в организме и развитием морфологических дезинтеграций в биологических жидкостях и тканях. // Физиология человека. -2007. - Т. 33, №2. - С. 104-109.
8. Скальный А.В., Рудаков И. А. Биоэлементы в медицине. -М.: ОНИКС 21 век, изд-во «Мир». - 2004. - 216 с.
