CC BY
108
международный научный журнал «инновационная наука» УДК: 636:612.015.32.014.46:546.57
№10/2015
ISSN 2410-6070
И.Р.Шамсутдинова
аспирант
Южно-Уральский государственный аграрный университет
М.А.Дерхо
доктор биологических наук, профессор Южно-Уральский государственный аграрный университет г. Троицк Челябинской обл., Российская Федерация
ОЦЕНКА ДЕЙСТВИЯ БИОДОЗ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА НА ОБМЕН БЕЛКОВ В ОРГАНИЗМЕ
ЖИВОТНЫХ
Аннотация
Изучено влияние наночастиц серебра на активность и направленность белкового обмена в организме лабораторных животных. Установлено, что действие наночастиц серебра на активность и направленность белкового обмена зависело от количества частиц металла, поступивших в организм крыс пероральным путем в ходе эксперимента. Наночастицы серебра в дозе 4,25 и 6,61 мг на 1 кг живой массы в сутки обладали анаболическим эффектом в организме животных, стимулируя синтез белков глобулиновых фракций и способствуя задержке белкового азота. Данные свойства в наибольшей степени были выражены при введении наночастиц серебра в суточной дозе 6,61 мг на 1 кг живой массы. Белковый обмена на фоне поступления в организм крыс наночастиц серебра в количестве 12,81 мг на 1 кг живой массы в сутки приобретал катаболическую направленность, о чём свидетельствовало повышение концентрации общего белка в крови и мочевины - индикатор скорости выведения белкового азота из организма крыс.
Ключевые слова
наночастицы серебра, белковый обмен, лабораторные крысы, кровь.
В последние годы появились данные, раскрывающие биологические эффекты серебра в живом организме и доказывающие его действие как микроэлемента [1, 2. 8]. По данным [1] в организме животных и человека содержание серебра составляет 20 мкг на 100 г сухого вещества. Наиболее богаты металлом мозг, железы внутренней секреции, печень, почки и кости скелета.
Установлено, что серебро оказывает стимулирующее действие на кроветворные органы [7], способствует повышению количества Т - лимфоцитов и иммуноглобулинов классов А, М, G[4]. В организме животных ионы серебра накапливаются в митохондриях гепатоцитов и регулируют биоэнергетику клеток [3, 5]. Кроме этого, ионы серебра могут включаться в молекулы купроэнзимов как антогонисты меди [6], инициируя потерю их активности. Например, замена меди на серебро в молекуле церулоплазмина приводит к изменению его пространственной конфигурацию и потере феррооксидазной активности [6].
В тоже время влияние серебра на другие белковые молекулы организма животных и их метаболизм практически не изучено, что обуславливает актуальность данной проблемы.
В связи с этим целью нашей работы явилось изучение влияния наночастиц серебра на активность и направленность белкового обмена в организме лабораторных животных.
Материалы и методы. Экспериментальная часть работы выполнена на базе вивария и кафедры органической, биологической и физколлоидной химии ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский государственный аграрный университет» в 2015 г. Объектом исследования являлись самцы крыс линии Вистар с массой тела 240-270 г, которые содержались в стандартных условиях вивария при естественном освещении.
Для проведения эксперимента было сформировано 4 группы (n=14): первая - контрольная, содержалась на стандартном пищевом и водном рационе, вторая, третья и четвертая - опытные. Животным данных групп в течение 30 суток добавляли в питьевую воду водную дисперсию наночастиц серебра в суточной дозе, соответственно, 4,25; 6,61 и 12,81 мг на 1 кг живой массы.
17
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №10/2015 ISSN 2410-6070
Материал исследований (кровь) получали после декапитации крыс, которую проводили под наркозом эфира с хлороформом с соблюдением принципов гуманности, изложенных в директивах Европейского сообщества (86/609/ЕЕС) и Хельсинкской декларации. В плазме крови определяли концентрацию общего белка, альбуминов и мочевины с помощью стандартных наборов реактивов «Эко-сервис», «Абрис» и «Витал диагностикс Спб». Концентрацию глобулинов, альбумин-глобулиновый коэффициент, соотношение общего белка и мочевины (ОБ/мочевина) определяли расчетным методом.
Статистическую обработку данных проводили методом вариационной статистики на ПК с помощью табличного процессор «Мю1геойЕхсе1 - 2003» и пакета прикладной программы «Биометрия».
Результаты исследования.Биологические эффектынаночастиц серебра в организме крыс оценивали по изменению активности и направленности белкового обмена. При этом до начала опыта животные опытных групп достоверно не различались по величине изучаемых показателей (табл.).
Однако через 1 месяц употребления серебросодержащей воды происходили сдвиги в белковом метаболизме в зависимости от дозы металла.
В I и II опытных группах крыс (табл.), несмотря на сохранение концентрации общего белка в кровеносном русле, уменьшался как относительный, так и абсолютный уровень альбуминов, хотя и не выходил за границы нормы. При этом увеличивалось содержание глобулинов на 7,72-11,46% по сравнению с контролем, что сказывалось на величине Alb/Gl-коэффициента, которая снижалась на 11,97-17,61% (р<0,001). Следовательно, наночастицы серебра в организме животных данных опытных групп стимулировали синтез белков глобулиновых фракций, в состав которых входят и защитные белки организма животных, что согласовывалось с данными [3].
Превалирование анаболической направленности в белковом обмене крысопытных круп, определяющим прирост биосинтеза глобулинов, подтверждался снижением уровня азота, выводимого из организма в составе мочевины. Концентрация показателя, по сравнению с контролем, уменьшалась на 8,1213,16% (табл.), обуславливая увеличение величины соотношения между общим белком и мочевиной (ОБ/мочевина). Обозначенные изменения в наибольшей степени были выражены у животных второй опытной группы, которым в воду добавляли водную дисперсию наночастиц серебра в суточной дозе 6,61 мг на 1 кг живой массы.
Таблица
Показатели белкового обмена (n=7), X±Sx
Показатель Время исследовани й Опытные группы
Контроль I II III
Общий белок, г/л до опыта 79,29±2,30 78,38±1,63 79,67±1,23 78,59±1,39
ч/з 30 сут 79,51±2,23 79,83±1,92 79,67±1,52 83,41±1,52
Альбумин, г/л до опыта 46,50±1,69 47,20±1,67 47,27±1,82 46,68±1,53
ч/з 30 сут 46,60±1,68 44,38±1,18 42,99±1,04 49,09±0,95
Альбумин, % до опыта 58,64±0,32 60,21±0,28 59,33±0,37 59,39±0,29
ч/з 30 сут 58,61±0,30 55,59±0,51*** 53,99±0,74*** 58,85±1,36
Глобулины, г/л до опыта 32,79±0,80 31,18±0,66 32,40±0,60 31,91±0,64
ч/з 30 сут 32,91±0,68 35,45±0,87 36,68±0,90* 34,32±1,55
Alb/Gl-коэф., усл. ед. до опыта 1,42±0,01 1,51±0,04 1,46±0,02 1,46±0,02
ч/з 30 сут 1,42±0,01 1,25±0,01*** 1,17±0,04*** 1,43±0,08
Мочевина, ммоль/л. до опыта 3,59±0,023 3,55±0,12 3,51±0,14 3,59±0,12
ч/з 30 сут 3,57±0,20 3,28±0,08 3,10±0,09 9,63±0,08***
ОБ/мочевина, усл. ед. до опыта 22,44±0,9 22,33±0,9 22,34±0,83 22,43±0,9
ч/з 30 сут. 22,46±0,9 24,18±1,15 25,76±0,6 8,96±0,3
Примечание: * - р<0,05; *** - р<0,001 по отношению к величине «контроль»
18
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №10/2015 ISSN 2410-6070
В III опытной группе крыс, которым в течение 1 месяца в составе питьевой воды поступали наночастицы серебра в суточной дозе 12,81 мг на 1 кг живой массы, было установлено повышение концентрации общего белка крови, по сравнению с контролем на 4,91% (табл.). При этом в его составе увеличивалась доля альбуминов на 5,34%, что, вероятно, было следствием повышения востребованности данных белков в транспорте частиц серебра. Хотелось бы отметить, что уровень альбуминов соответствовал границам нормы, и прирост его концентрации достоверно не сказывался на уровне глобулинов и величине альбумин/глобулинового коэффициента. Однако в организме крыс белковый обмен приобретал катаболическую направленность, о чем свидетельствовало увеличение концентрации мочевины, по сравнению с контролем, в 2,69 раза (р<0,001) и уменьшение величины соотношения между общим белком и мочевиной (ОБ/мочевина).
Таким образом, результаты наших исследований показали, что влияние наночастицсеребра на активность и направленность белкового обмена зависело от количества частиц металла, поступивших в организм крыс пероральным путем в ходе эксперимента. Наночастицы серебра в дозе 4,25 и 6,61 мг на 1 кг живой массы в сутки обладалианаболическим эффектом в организме животных, так как стимулировали синтез белков глобулиновых фракций и способствовали задержке белкового азота. Данные биологические свойства в наибольшей степени были выражены при пероральном введениинаночастиц серебра в суточной дозе 6,61 мг на 1 кг живой массы. Белковый обмена на фоне поступления в организм крыс наночастиц серебра в количестве 12,81 мг на 1 кг живой массы в сутки приобретал катаболическую направленность, что подтверждалось повышением концентрации общего белка в крови и скорости выведения белкового азота в составе мочевины из организма крыс.
Список использованной литературы:
1. Войнар, А.И. Микроэлементы в живой природе / А.И. Войнар. - М.: Высшая школа, 1962. - 300 с.
2. Дулин, М.Н. Серебро в ультрадисперсном состоянии / М.Н. Дулин, Н.Е. Богданчикова. - Новосибирск: СО РАМН, 1995. -С. 19-24.
3. Кульский, П.А. Серебряная вода / П.А. Кульский. - Киев: Науковадумка, 1987. - 134с.
4. Масленко, А.А. Влияние серебряной воды и воды, консервированной серебром, на органы пищеварения / А.А. Масленко // Врачебное дело. -1976. - №5. - С. 88-90.
5. Развитие лабораторных крыс, длительное время получавших с кормом соли серебра / Е.Ю. Ильичева, В.В. Баришполец, Н.В. Цымбаленко [и др.] // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2012. - Т. 153. -№ 3. - С. 359 — 365.
6. Распределение микроэлементов и экспрессия генов Cu-транспортных белков и купроэнзимов в печени мышей, получавших ионы Ag / Е.А. Затуловский, Е.Ю. Ильичева, А.Н. Скворцов [и др.] // Сборник материалов IV съезда Российского общества биохимиков и молекулярных биологов (11-15 мая 2008 г., Новосибирск). - 2008. - С. 448.
7. Ткаченко, Е.А. Влияние а-токоферола и наночастиц серебра на морфологический состав крови мышей при экспериментальной кадмиевой интоксикации / Е.А. Ткаченко, М.А. Дерхо // Известия ОГАУ. 2015. № 1(51). С. 84-87.
8. Щербаков, А.Б. Препараты серебра: вчера, сегодня, завтра. / А.Б. Щербаков // Фармацевтичний журнал. -2006. - № 5. - С.45-57.
© Шамсутдинова И.Р., М.А. Дерхо 2015
19
