CC BY
68
УДК 615.9:611.111
А. В. Котельников, О. И. Новакова, С. В. Котельникова
СЕЗОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ В РАЗНЫ1Х ОРГАНАХ И ТКАНЯХ КРЫС ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ СОЛЬЮ КАДМИЯ
Введение
В основе многих патологических состояний организма лежит свободнорадикальное пере-кисное окисление липидов (ПОЛ) [1]. Окислительные процессы, как и другие параметры организма, подвержены сезонным изменениям, поскольку различные органы проявляют тенденцию повышать или снижать свою функциональную активность в зависимости от показателей устойчивости собственного организма, а также в зависимости от создающихся условий, определяющихся, в большей степени сезонностью [2, 3]. Вопросы реализации стресс-реакций на организ-менном уровне, а также на уровне отдельных органов и тканей в настоящее время исследованы недостаточно, поэтому изучение процессов ПОЛ при хронической интоксикации тяжелыми металлами имеет актуальный характер. Одним из наиболее опасных тяжелых металлов является кадмий. Его соли обладают мутагенными и канцерогенными свойствами и представляют потенциальную генетическую опасность. Кроме того, кадмий способен блокировать работу ряда важных ферментов [4, 5]. Изучение стресс-индуцирующего воздействия соли кадмия на ПОЛ имеет большое значение для оценки состояния и активности воспалительных процессов, степени повреждения органов при различных патологиях.
Целью исследования являлось изучение особенностей ПОЛ некоторых органов и тканей белых крыс в условиях кадмиевой интоксикации в зимний и летний периоды.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучить состояние ПОЛ в печени, почках, гонадах, головном мозге и плазме крови в зимний и летний периоды.
2. Проанализировать половые особенности ПОЛ.
3. Выявить воздействие интоксикации солью кадмия на уровень ПОЛ в зимний и летний периоды.
Материал и методы исследования
Исследования были выполнены на 53 беспородных белых крысах, альбиносах серой крысы Rattus norvégiens, массой тела 190 г. Для выявления сезонных различий во влиянии соли кадмия на организм были выбраны наиболее контрастные сезоны года - летний и зимний. В каждой серии экспериментов животных делили на 2 группы: контрольную и опытную. Крысам опытной группы ежедневно вводили раствор, содержащий хлорид кадмия в дозе 2 мг/100 г массы тела в течение 15 дней внутрижелудочно при помощи зонда. Содержание продуктов пере-кисного окисления липидов определяли с использованием наборов реактивов «ТБК АГАТ» [6]. Полученные результаты обработаны статистически с использованием критерия Стьюдента.
Результаты исследований и их обсуждение
В ходе исследования были выявлены различия в содержании ТБК-реактантов в тканях в разные сезоны года (табл.).
У контрольных самцов зимой уровень малонового диальдегида (МДА) в печени был выше на 35 %, в мозге - на 32 % и в гонадах - на 19 % по сравнению с летним периодом. У контрольных самок в зимний период отличия наблюдались только в печени, где концентрация ТБК-реактантов была выше на 43 %. Высокие концентрации МДА в зимний период, по сравнению с летним, были зафиксированы в почках и мозге - на 42 и 31 % соответственно. В плазме, напротив, интенсивность перекисных процессов зимой была на 22 % ниже, чем летом.
Анализ половых различий в содержании продуктов ПОЛ в летний период у контрольных животных показал, что наибольшие отличия наблюдались в гонадах, печени и плазме крови. Так, у самцов концентрация ТБК-реактантов в гонадах на 36 % была выше, чем у самок. Содер-
жание продуктов ПОЛ в плазме крови и печени было выше у самок на 15 и 35 % соответственно. В зимний период, так же как и в летний, уровень МДА у самцов был выше, чем у самок в семенниках на 37 % и меньше в печени на 41 %. Половые отличия в интенсивности процессов ПОЛ наблюдались в почках: у самок этот показатель был на 18 % выше. В остальных исследованных органах существенных половых различий обнаружено не было.
Концентрация ТБК-реактивных продуктов, В540
Группа Самцы Самки
Лето Зима Лето Зима
Печень
Контроль 0,064 ± 0,0057 0,101 ± 0,0086“ 0,098 ± 0,0141+ 0,172 ± 0,0174++“
Кадмий 0,231 ± 0,0644* 0,114 ± 0,0079 0,264 ± 0,0543** 0,170 ± 0,0086
Почки
Контроль 0,101 ± 0,0077 0,124 ± 0,0083 0,088 ± 0,0038 0,152 ± 0,0026+ддд
Кадмий 0,102 ± 0,0069 0,109 ± 0,0064 0,082 ± 0,0034 0,149 ± 0,0110
Мозг
Контроль 0,111 ± 0,0092 0,165 ± 0,0069ддд 0,103 ± 0,0073 0,145 ± 0,0087дд
Кадмий 0,087 ± 0,0191 0,164 ± 0,0154 0,101 ± 0,0084 0,161 ± 0,0134
Гонады
Контроль 0,088 ± 0,0039 0,108 ± 0,0060д 0,056 ± 0,0067++ 0,068 ± 0,0037+++
Кадмий 0,076 ± 0,0084 0,093 ± 0,0109 0,054 ± 0,0032 0,088 ± 0,0053*
Плазма
Контроль 0,055 ± 0,0008 0,057 ± 0,0056 0,065 ± 0,0030++ 0,051 ± 0,0024дд
Кадмий 0,047 ± 0,0030* 0,055 ± 0,0035 0,069 ± 0,0026 0,061 ± 0,0052
Условные обозначения:
+ - сравнение по полу: + р < 0,05; ++ р < 0,01; +++ р < 0,001;
Д - сравнение по сезону: лр < 0,05; ллр < 0,01; лллр < 0,001;
* - сравнение по воздействию: *р < 0,05; **р < 0,01.
При хронической интоксикации солью кадмия наибольшие изменения наблюдаются в печени, где концентрация ТБК-реактантов в летний период у самцов была в 3,6 раза выше, чем у самцов контрольной группы, а у самок - в 2,7 раза. В зимний период в аналогичных условиях заметных отличий в уровне МДА в печени не наблюдалось.
Интоксикация животных кадмием существенно не повлияла на интенсивность ПОЛ в почках как в летний, так и в зимний периоды у животных обоего пола. Подобная картина наблюдалась и в мозге. В семенниках у самцов «кадмиевой» группы существенных изменений в уровне ПОЛ не наблюдалось ни летом, ни зимой, в то время как у самок зимой концентрация ТБК-реактантов увеличивалась в яичниках в 1,3 раза по сравнению с самками контрольной группы. В плазме крови у самцов «кадмиевой» группы в летний период наблюдалось снижение уровня МДА на 15 %, в то время как у самок этот показатель не изменился. В зимний период в плазме крови у самцов и самок «кадмиевой» группы по сравнению с самцами и самками контрольной изменений в концентрации ТБК-реактантов не наблюдалось.
Более высокое содержание продуктов ПОЛ в печени у животных обоего пола зимой можно связать с эндогенными колебаниями уровня липопероксидации, управляемыми продолжительностью светового дня [3]. Половые отличия, наблюдающиеся в оба сезона года, выявлены в печени и гонадах. Более низкое содержание продуктов ПОЛ в гонадах у самок, чем у самцов свидетельствует о большей антиоксидантной активности яичников, чем семенников [7].
Комплексное изучение интенсивности ПОЛ подтверждает высокую чувствительность параметров системы регуляции ПОЛ к действию хронической интоксикации хлоридом кадмия. Это проявляется увеличением концентрации ТБК-реактантов в некоторых органах и плазме крови крыс. Наибольшие изменения наблюдаются в печени, что говорит о наибольшей чувствительности этого органа к стрессорным факторам. Это связано с тем, что печень является дезин-токсицирующим органом, в котором метаболизируются токсиканты [8]. Увеличение ПОЛ также наблюдается в яичниках в зимний период. У самцов уровень МДА уменьшается летом в плазме крови, что можно объяснить эффектом сенсибилизации, когда вслед за увеличением процессов перекисного окисления увеличивается концентрация антиокислительных ферментов [9].
Выводы
1. В зимний период содержание ТБК-реактантов в мозге и печени выше у животных обоего пола, в то время как в гонадах выше только у самцов, а в почках - только у самок.
2. Половые отличия и зимой, и летом выявлены в печени и гонадах. Так, у самок содержание продуктов ПОЛ выше, чем у самцов в печени и ниже в гонадах. Летом у самок уровень МДА выше в плазме крови, а зимой - в почках.
3. Введение хлорида кадмия приводит к увеличению продуктов ПОЛ в печени животных разного пола в летний период, а также в яичниках в зимний период. У самцов этот показатель уменьшается летом в плазме крови. В остальных исследованных органах уровень ПОЛ существенно не меняется.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Балаболкин М. И., Клебанова М. Е. Роль окислительного стресса в патогенезе сосудистых осложнений диабета (лекция) // Клиническая лабораторная диагностика. - 2000. - № 3. - С. 29-34.
2. Специфичность систем антиоксидантной защиты органов и тканей - основа дифференцированной фармакотерапии антиоксидантами / В. Н. Бобырев, В. Ф. Почернява, С. Г. Стародубцев и др. // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 1994. - Т. 57, № 1. - С. 47-54.
3. Кондратенко Е. И. Функциональные взаимосвязи эндокринных и свободнорадикальных процессов у крыс разного пола при изменении освещения. - Астрахань: Изд-во АГУ, 2003. - 194 с.
4. Куценко С. А. Основы токсикологии. - 2003. - Т. 4, ст. № 119. - С. 32-34.
5. Линник И. Н., Искра И. В. Кадмий в поверхностных водах: содержание, формы нахождения, токсическое действие // Гидробиологический журнал. - 1997. - № 3. - С. 72-87.
6. Uchiyama M., Mihara M. Detection of contents lipid peroxidation products at biological liquids // Analyt. Biochem. - 1978. - Vol. 23. - P. 302.
7. Матюшин А. И. Защитная роль эстрадиола при экстремальных состояниях // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 1992. - № 11. - С. 497-500.
8. Нестеров Ю. В. Сравнительные эффекты острого иммобилизационного стресса на перекисное окисление липидов в легких и печени // Тез. докл. итог. науч. конф. Астрахан. гос. пед. ун-та, 29 апр. 1997. - Астрахань: АГПУ, 1997. - С. 19.
9. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты / Е. Б. Меньшикова, В. З. Ланкин, Н. К. Зен-ков и др. - М.: Слово, 2006. - 556 с.
Статья поступила в редакцию 1.10.2009
SEASONAL FEATURES OF LIPID PEROXIDATION IN DIFFERENT ORGANS AND TISSUES OF RATS UNDER THE INFLUENCE OF CADMIUM SALT
А. V. Kotelnikov, O. I. Novakova, S. V. Kotelnikova
Peculiarities of the influence of cadmium salt on LP processes in a liver, kidneys, head brain, gonads and plasma of blood in winter and summer periods have been investigated on 53 rats. The rats were divided into control and experimental groups. During 15 days the solution CdCl2 (dose - 2 mg/100 g) was entered into the rats. The contents of LP products was determined by means of a assay kit "TBA-Agate". In winter the contents of TBA-reagents in the brain and liver is higher in animal both two sexes, and in gonads is higher in male’s, in kidneys - in female’s. The contents of LP products in female’s is higher in the liver and lower - in gonads. In summer in female’s the level of MDA was higher in plasma of blood, and winter - in kidneys. The introduction of CdCl2 results in increase in the level of MDA in the liver in the summer period, and in ovaries -in winter. In male’s the level of MDA decreases in plasma of blood in summer.
Key words: cadmium, lipid peroxidation (LP), season, malondialdehyde (MDA), season of the year.
