CC BY
7
LIPID PEROXIDATION IN EXPERIMENTAL ANIMALS ORGANISM UNDER THE INFLUENCE OF SUBTOXIC CADMIUM DOSES ON THE BACKGROUND OF WATER WITH DIFFERENT SODIUM CONCENTRATION DRINKING
Flekey N.V.
ПЕРЕКИСНЕ ОКИСЛЕНИЯ Л1П1Д1В В ОРГАН1ЗМ1 П1ДДОСП1ДНИХ ТВАРИН П1Д ВППИВОМ СУБТОКСИЧНИХ ДОЗ КАДМ1Ю НА ФОН1 ВЖИВАНИЯ ПИТНО1' ВОДИ З Р1ЗНИМИ КОНЦЕНТРАЦ1ЯМИ НАТР1Ю
ФЛЕКЕЙ Н.В.
Тернопiльський державний медичний унiверситет iM. 1.Я. Горбачевського
УДК613.32:546.33/.48-06]-092.9
ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ В ОРГАНИЗМЕ ПОДОПЫТНЫХ ЖИВОТНЫХ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ СУБТОКСИЧНЫХ ДОЗ КАДМИЯ НА ФОНЕ УПОТРЕБЛЕНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ С РАЗНЫМИ КОНЦЕНТРАЦИЯМИ НАТРИЯ Флекей Н.В. Среди универсальных механизмов токсичности на клеточном уровне кадмий вызывает окислительный стресс, который сопровождается активацией перекисного окисления липидов. Большой опыт исследований токсичного действия факторов малой интенсивности разных за своей структурой экзогенных агентов свидетельствует об их существенном теоретическом и практическом значении. Установленный факт требует последующего изучения.
ода — один з наиважлив1ших фактор1в здоров'я людини. В1-домо, що з водою людина от-римуе 1-25% добовоТ потреби х1м1чних речовин [3, 4]. Але для кожного макро- I м1кроелемен-та юнують меж1, зниження або тдвищення яких у вод1 викли-кае певн1 ф1зюлопчн1 зм1ни або патолопчш стани в орган1зм1 [1, 2].
Найбшьш серИозн1 проблеми сьогодення — забруднення довкшля, як1сн1 зм1ни природ-них вод, недосконал1сть очи-щення побутових, промисло-вих I зливових стоюв, з якими надходять важю метали, зо-крема кадм1И, який, за даними ВООЗ, е причиною захворю-вань понад 500 млн. людей що-р1чно [3-6].
У 1980-т1 роки дом1нувала думка про перевагу неспеци-ф|чних реакц1И оргашзму на вплив х1м1чних агент1в малоТ 1нтенсивност1. У багатьох досл1дженнях на молекулярному та органному р1внях I ор-ган1зм1 загалом було доведено, що лише поеднання показ-ник1в специф1чних I неспеци-ф1чних ефект1в дозволяе обГрунтовувати гранично допустим! концентрацп. Лише Тх поеднання дае можлив1сть ди-ференцювати адаптац1Ин1 ре-акц1Т I шкщлив1 для орган1зму порушення [7, 8].
Серед ушверсальних меха-н1зм1в токсичност1 ксенобюти-к1в на кл1тинному р1вн1 особли-вий 1нтерес медик1в привер-тае окислювальний стрес, який супроводжуеться актива-ц1ею перекисного окислення л1п1д1в (ПОЛ). Р1зн1 за природою шкщлив1 чинники розр1з-няються лише за специф1чною б1олог1чною д1ею, I е вс1 п1д-стави розглядати активац1ю в1льнорадикального перекисного окислення лтщ1в як неспециф1чний компонент ф1-зюлопчних I патолог1чних ре-акц1й, загальним неспециф|ч-
ним молекулярним мехашз-мом дм яких е посилення вшь-норадикального окислення ni-пiдiв [7]. Багатий досвщ до-слiджень токсично! дм мало)' iнтенсивностi рiзних за своею структурою екзогенних аген-TiB свiдчить про 'хне iстотне теоретичне та практичне зна-чення [8].
Мета дослщження: встано-вити вплив субтоксичних доз кaдмiю на фон вживання води з рiзними концентра^ями iонiв нaтрiю у комбiнaцiï з кaдмiем на iнтенсивнiсть перебiгу про-цесiв перекисного окислення лiпiдiв. Для цього вивчали при-сутнiсть у сироватц кровi таких бiомaркерiв ПОЛ, як суперок-сиддисмутаза (СОД), малоно-вий диaльдегiд (МДА), дiеновi кон'югати (ДК) та aктивнiсть каталази (Кат.) [8].
Матерiал i методи дослщ-ження. Дослiди провадилися на п'яти групах бших щурiв-сaмцiв лшп "Вютар" масою 200-220 г по 6 тварин у кожнм грут. Тварин утримували на стандартному рацюш вiвaрiю в однакових умовах. Групи вiдрiзнялися лише за якiстю питно)' води. Основу для пиття складала вода з Тернопшьсь-кого мюького водогону, який живиться з aлювiaльного горизонту, розташованого на глибин 28-32 м. За хiмiчним складом вода належить до гщрокарбонатно-кальщевого класу i вiдповiдaе вимогам ДержСанПН № 383 "Вода питна. Ппешчш вимоги до якостi води центрaлiзовaного господарсько-питного водо-постачання". Воду дехлорува-ли, розводили дистильованою 1:3 i збагачували хлоридом натрю.
Першi двi групи пiддослiдних тварин споживали воду з рiз-ними концентра^ями нaтрiю: 1 група споживала воду з вми стом натрю у кшькост 200,0 мг/дм3, 2 група — 20,0 мг/дм3.
13bH
о
LIPID PEROXIDATION IN EXPERIMENTAL ANIMALS ORGANISM UNDER THE INFLUENCE OF SUBTOXIC CADMIUM DOSES ON THE BACKGROUND OF WATER WITH DIFFERENT SODIUM CONCENTRATION DRINKING Flekey N.V.
Among the universal mechanisms of toxicness on a cellular level the special interest of physicians attracts oxidizing stress which is accompanied activating of lipid peroxidation. Large experience of researches of toxic action of small intensity of different for the structure exogenous agents testifies to their substantial theoretical and practical value. The fixed fact requires a subsequent study.
Двом наступним групам тва-рин топя 30-денного вживан-ня води з зазначеними кон-центращями натрю внутрш ньошлунково вводили водний розчин кадмю хлориду у дозi 1/20 вщ ЛД50. П'ята група була контрольною. Через добу тва-рин виводили з експерименту шляхом кровопускання пщ тю-пенталовим наркозом.
Результати дослщжень та '|'х обговорення. Основним ферментом внутшньокттин-ного антиоксидантного захи-сту, катапiзуючим дисмутацю супероксидних радикапiв кис-ню i водню з утворенням пере-
про пошкодження кл1тинних мембран i стжок судин, що е одним з провiдних факторiв розвитку запального процесу та його хрошзацп.
Як видно з рис. 1, при спо-живанш води з пiдвищеним вмютом натрiю активнiсть СОД зростае паралельно з кшькютю iонiв натрiю у водк При вмiстi натрiю у питнм водi 20 мг/дм активнють ферменту перевищувала контрольнi ве-личини в 1,48 рази (з 2,91 у контролi до 4,31 ум. од/мг). При збiльшеннi концентрацií юшв натрiю у водi до 200 мг/л активнють СОД, порiвняно з
контролем, зросла у 2,79 рази (до 8,12 ум. од/мг). Одно-разове введення хлориду кадмю у субтоксичшй дозi (1/20 вщ ЛД50) спричиняе зростання активностi ферменту. У тва-рин, що вживали воду з вми стом натрю 20 мг/дм3 протя-гом 30 дiб пiспя внутрш ньошлункового введення кадмю, активнють СОД зросла у 2,8 рази, у той час як при вжи-ванш води з вмютом юшв натрю 200,0 мг/дм3 активнють становила 8,31 ум. од/мг Все це можна пояснити змшами гемодинамки та мкроцирку-ляцп, ппокаею рiзного генезу або екзогенною штоксика-цiею. Зважаючи на тривапiсть доспiду, можна припустити, що пщвищення активностi СОД мае захисний компенса-торний характер, пов'язаний з утворенням вшьних радикапiв i продуктiв перекисного оки-слення лтщв [10].
Для з'ясування механiзмiв змши ПОЛ в органiзмi пщдос-лщних тварин вивчався характер змш концентрацií малонового диапьдегiду (МДА) i дiе-
Рисунок 1
Активнють СОД в еритроцитах бших щурiв (ум. од./мг гемоглобiну), якi вживали воду з рiзними концентрацiями натр№ з наступним введеням кадмiю
10i 8 s * 6 о Е 4 2 0
ГП 1 п
Л _1 р _1 1 г
Контр. Na 20 мг/л Na 20+Cd Na 200 мг/л Na 200+Cd
кисного водню i молекулярного кисню, е супероксиддисму-тази (СОД). 1ндукцю СОД ви-кликае пiдвищення концентра-цií О2 i посилення перекисних процеав, якi пов'язанi з пору-шенням загапьноí гемодина-мiки та мiкроциркупяцií, ппо-ксiею рiзного генезу, штокси-кацiями ендогенного та екзо-генного характеру, запалення-ми [11]. При ПОЛ на перших етапах у тканинах утворюють-ся ДК полшенасичених вищих жирних кислот, тзшше — сОд i МДА [10]. Останнi свщчать
Рисунок 2
Концентрацiя МДА у сироватц кровi бiлих щурiв (мкмоль/л) при вживаннi води з рiзними концентрацiями iонiв натрiю з наступним введенням кадмiю
6i ^ ¡S 4- о 5 =1 2
-1 п i
t I ! 3 Liu
Контр. Na 20 мг/л Na 20+Cd Na 200 мг/л Na 200+Cd
Е&Н*14
О
нових кон'югатiв (ДК) у сиро-ватцi KpoBi пiддослiдних тварин.
Як видно з рисунка 2, пщви-щення концентрацп натрю у питшй вод1 спричиняе зро-стання МДА в орган1зм1 бших щур1в. Так, при вживанн1 води з концентрац1ею 20 мг/дм3 кшькють МДА у сироватц1 кро-в1 зросла в 1,9 рази, а при концентрацп 200,0 мг/дм3 — у 2,5 рази, пор1вняно з контролем (табл.).
Додавання хлориду кадмю на концентрацю ферменту суттево не вплинуло. Ц змiни, ймовiрно, пов'язанi з Ытокси-кацiею через надходження в органiзм токсикантiв.
Динамка змш дiенових кон'югатiв (ДК) мае той самий характер, що i СОД. Чим бшь-ша концентращя iонiв натрiю у питнiй вод^ тим суттевiшi вiдхилення вiд показниюв контрольно!' групи. Як видно з таблицу у тварин 1 групи, що споживали воду з вмютом ю-нiв натрiю 200мг/дм3 показ-ники вмiсту ДК майже в 1,5 рази нижчi, нiж у контрольнш групi. Водночас у тварин 3 групи, яю пили воду з вмютом юшв натрiю 20 мг/дм3, даш мало вiдрiзнялися вщ кон-трольних величин. Внаслiдок введення кадмю внутршньо-шлунково пiсля 30-денного вживання питноТ води з вм^ стом натрiю 200,0 мг/дм3 вмют ДК у плазмi кровi був найнижчим (0,38 мкмоль/л проти 0,97 у контрол^. Зни-зився на 30 добу дослщу вмiст ДК i у 4 грут, тварини якоТ споживали воду з вм^ стом iонiв натрiю 20 мг/дм3 i субтоксичну дозу кадмю.
ЗмЫи в оргaнiзмi тддослщ-них тварин можна пояснити не тiльки утворенням вшьних ра-дикaлiв, але й активнютю анти-оксидaнтiв — таких як каталаза (КА). КА-гемовмiсний фермент здмснюе двоетапний розпад перекису водню до кисню i води, мае специфiчну антиокси-дантну захисну функцю щодо ендотелiaльних клiтин i е кшь-кiсним показником антиокси-дантного захисту оргaнiзму. Таким чином, можна вщзначити, що вживання води з рiзними концентрaцiями юшв натрю спричиняе статистично досто-вiрне зниження aктивностi КА. ЗмЫи мають зворотну залеж-нють. При вживaннi води з вми стом iонiв нaтрiю 20 мг/дм3 кон-центрaцiя КА, порiвняно з контролем, нижча у 5,8 рази, а при вживанш води з концентра^ею натрю 200 мг/дм3 — у 9 рaзiв.
Висновки
Результати доотджень показали, що при вживанш води з рiзними концентра^ями юшв натрю фксувалися змЫи по-кaзникiв перекисного окислення лт^в, якi змiнювaлися при введенш у шлунок субтоксич-них доз кадмю. Менш вираже-нi змши спостерiгaлися при вживaннi питно) води з концен-трaцiею iонiв натрю.
Встановлений факт потребуе подальшого дослщження.
Л1ТЕРАТУРА
1. The Protocol on Water and Health. What it is. Why is Matters // UN Economic Commission for Europe / WHO Regional Office for Europe, 2002. — 20 p.
2. Жолдакова З.И., Красов-ский Г.Н., Синицина О.О. Оценка опасности загрязнения водных объектов химическими ве-
Таблиця
Показники перекисного окислення лт^в у пщдослщних тварин внаслщок дГГ кадм№ на фонi вживання води з рiзним вмiстом iонiв натрiю
Групатварин СОД МДА ДК
Na 20 мг/л 4,31±0,18* 4,06±0,36 0,51±0,1*
Na 200 мг/л 8,12±0,89* 2,28±0,24* 0,38±0,07*
Na 20 мг/л+Cd 8,31±0,18*,** 2,60±0,24* 0,35±0,05*
Na 200 мг/л+Cd 8,85±1,43* 2,18±0,21* 0,68±0,05
Контроль 2,96±0,21 5,58±1,13 0,97±0,13
Примтка: Р<0,05, * — порiвняно з контролем;
** — порiвняно з тваринами, яю вживали воду з аналопчним вмiстом 'юшв натрiю.
:*
ществами для здоровья населения // Гигиена и санитария.
— 1999.— № 6. — С. 53-57.
3. Мудрый И.В. О влиянии минерального состава питьевой воды на здоровье человека (обзор)// Гигиена и санитария.
— 1999. — № 1.— С. 15-18.
4. Аксенов С.И. Вода и ее роль в регуляции биологических процессов // АН СССР МОИП — М.: Наука, 1990. — 117 с.
5. Быстрых В.В. Гигиеническая оценка влияния питьевой воды на здоровье населения // Гигиена и санитария. — 1998.
— № 6. — С. 22-24.
6. Москалев Ю.И. Минеральный обмен. — М.: Медици-на,1985. — 288 с.
7. Гончарук 6.Г., Коршун М.М. Вшьнорадикальне окислення як ушверсальний неспецифiч-ний мехашзм пошкоджуючоТ дм шюдливих чинниюв довкшля // Журнал АМН УкраТни. — 2004.
— Т. 10, № 1. — С. 131-150.
8. Трахтенберг 1.М., Левиць-кий е.М. УкраТнська профшак-тична токсиколопя сьогодш: зв'язок чаав у виршенш акту-альних проблем // Довкiлля та здоров'я. — 2006. — № 4 (39).
— С. 3-8.
9. Стежка В.А. Функциональное состояние системы сво-боднорадикального окисления как патогенетически обоснованный критерий гигиенической оценки воздействия на организм факторов производственной и окружающей среды // Довкшля та здоров'я. — 1999. — № 1. — С. 2-9.
10. Лифшиц В.М., Сидельни-ков В.И. Биохимические анализы в клинике. Справочник. — М.: Триада-Х, 2006. — 216 с.
11. Коршун М.М. Викори-стання малонового дiальдегiду як бюмаркера шкщливо'Т дм на оргашзм прюритетних забруд-нювачiв навколишнього сере-довища // Укр. наук.-мед. мо-лодiж. журн. — 2003. — № 1-2.
— С. 79-85.
15*Е&Н
О
