CC BY
45
Естественные и математические науки в современном мире № 10 (34), 2015 г________________________________
СибАК
www.sibac.info
3.2. ТОКСИКОЛОГИЯ
СОДЕРЖАНИЕ ГОРМОНОВ В КРОВИ ЛАКТИРУЮЩИХ КРЫС ПРИ ИНТОКСИКАЦИИ СОЛЯМИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И ИХ КОРРЕКЦИЯ
Жапаркулова Назгуль Иксановна
канд. биол. наук, КазНУ им. Аль- Фараби, Республика Казахстан, г. Алматы
Ерназарова Айша Ергешкызы
учитель биологии и химии, КГУ ОШ № 49, Республика Казахстан, г. Алматы
Рахмаева Зарина Тиляпжановна,
учитель биологии и химии, КГУ ОШ № 49, Республика Казахстан, г. Алматы
THE MAINTENANCE OF HORMONES IN BLOOD OF THE VARNISHING RATS AT INTOXICATION SALTS OF HEAVY METALS AND THEIR CORRECTION
Nazgul Zhaparkulova
PhD of biology, Al-Farabi Kazakh National University, Republic of Kazakhstan, Almaty
Aysha Ernazarova
teacher of biology and chemistry, KSU OR № 49, Republic of Kazakhstan, Almaty
Zarina Rahmaeva
teacher of biology and chemistry, KSU OR № 49, Republic of Kazakhstan, Almaty
77
www.sibac.mto
Естественные и математические науки в современном мире ___________________________________№ 10 (34), 2015 г.
АННОТАЦИЯ
Исследованы лактирующие белые лабораторные крысы,
получавшие в течение 10 дней до лактации, 10 дней во время лактации перорально соли кадмия и свинца.Соли свинца и кадмия вызывали снижение лактации. Угнетение лактации сопровождалось повышением содержания в крови крыс адреналина и норадреналина. Это свидетельствует о том, что повышение концентрации ионов свинца в циркулирующей крови нарушают функцию эндокринной системы. Применение антиоксидантных препаратов, таких, как биологическое активное вещество танакан и витамины С и Е, снижают секрецию адреналина и норадреналина на фоне интоксикации.
ABSTRACT
Some lactating white 1аЬога1огу rats were investigated by taking oraldoses of salts of cadmium and lead, within 10 days prior to 1actation, during 10 days. The salts caused adecrease of lactation. The oppression of the lactation accompanied with an increase of adrenaline and nor adrenaline level in the blood of the rats. This indicates that increasing the concentration of lead ions in the circulating blood disrupt the function of the endocrine system. Using antioxidant agents, suchas biologically active substance-tanakanand vitamins C and E-reduces the level of adrenaline and nor adrenaline a the background of intoxication.
Ключевые слова: лактация; интоксикация; гормоны; витамины.
Keywords: lactation; hormones; vitamins; intoxication.
Неблагоприятные условия окружающей среды включают в себя и увеличение концентрации тяжелых металлов в воде, продуктах питания и окружающей среде. Концентрации их даже в малых дозах кумулируются в тканях и вызывают серьезные последствия для организма, являющиеся стрессорными.
Постоянный контакт со всеми этими вредными факторами, несомненно, приводит к хроническому отравлению организма.
Среди хронических отравлений весомое место занимают отравления солями тяжелых металлов. К тяжёлым металлам относятся более сорока химических элементов с удельным весом 6,0 и более.
Известно, что под влиянием любых экстремальных раздражителей возникают неспецифические реакции организма. Синдром, возникающий в этих ситуациях, был назван Г. Селье стрессом, а раздражители, вызывающие эту реакцию различают следующие стадии стресса [5].
1. Стадия тревоги: Наступает при внезапном действии
стрессора, повышается секреция АКТГ, который стимулирует
78
Естественные и математические науки в современном мире № 10 (34), 2015 г._____________________
секрецию глюкокортикоидов в надпочечниках. В циркулирующей крови снижается содержание эозинофилов и лимфоцитов, но повышается содержание нейтрофилов.
2. Стадия резистентности: Развивается гиперплазия коры
надпочечников. Происходит инволюция вилочковой железы и уменьшение лимфатических узлов. Выравниваются те сдвиги, которые имели место в начале напряжения организма.
3. Стадия истощения: Если напряжение столь велико, что организм не может к нему адаптироваться, то кора надпочечников не в состоянии выработать необходимое количество глюкокортикоидов. В крови увеличивается количество эозинофилов и лимфоцитов. Возникают патологические изменения в организме.
Концепция Селье была признана научной общественностью и получила дальнейшее развитие в трудах известных ученых [5; 8].
Состояние стресса сопровождается изменением секреции глюкокортикоидов в зависимости от величины и длительности действия раздражителя. Поэтому не может быть единой стандартной характеристики изменений функций надпочечников при стрессе [6].
Различают 5 типов реакций коры надпочечников при различных стрессах.
1. Если напряжение и стимуляция коры надпочечников кратковременны, то реакция быстро проходит.
2. Когда напряжение усиливается в течение нескольких недель, тогда происходит гипертрофия надпочечников.
3. При длительном стрессе наступает морфологическое изменение надпочечников и других желез.
4. Острый стресс вызывает очаговые или диффузные изменения коры надпочечников с кровоизлияниями.
5. Стресс может сопровождаться адаптацией функциональной деятельности надпочечников, гипофиза и гипоталамуса.
Селье считает, что любой стресс-фактор может вызывать неадекватную реакцию. При стрессе может нарушаться утилизация кортикостероидов тканями. Это позволило предположить о вне надпочечниковой кортикостероидной недостаточности, развивающейся при повышенном содержании гормонов в тканях, а также при нормальном соотношении между уровнем этих гормонов в крови, надпочечниках и тканях.
В экспериментах на крысах было выявлено, что при длительном поступлении в организм с питьевой водой свинец вызывает ультраструктурные изменения нейронов супраоптического и паравен-тикулярного ядер гипоталамуса, которые проявлялись усилением
€
СибАК
www.sibac.info
79
Естественные и математические науки в современном мире ____________________________№ 10 (34), 2015 г.
нейросекреторной активности нейронов, полиморфизмом клеточных ядер [3].
Присутствие свинца в крови выше существующих допустимых концентраций вызывало субклинические изменения в нервной, сердечно сосудистой, иммунной и эндокринной системах [2].
Существует общая закономерность иммунно-токсических
влияний ксенобиотиков: в раннем онтогенезе они наблюдаются изменения в вилочковой железе и системе Т-лимфоцитов. При действии же на зрелую иммунную систему в большей степени нарушаются функция Р-лимфоцитов и продукция антител [4].
В регионах экологического неблагополучия выявлена мутагенная активность водной среды, ее генотоксичность, что может определить генотоксичность грудного молока, в образцах которого обнаруживаются Pb, Cd и др. Выявлена высокая взаимосвязь изменений с возникновением ряда заболеваний у матерей и их новорожденных. Так, выявлено, что распространенность болезней мочевой системы детей, проживающих в загрязненном тяжелыми металлами районе, обусловлена выделением последних через почки и их повреждающим воздействием на паренхиму [7; 8]. Предполагается, что основным патогенетическим механизмом развития нефропатии является длительное токсическое действие низких доз тяжелых металлов на клеточные мембраны [1].
При дефиците свинец всасывается из кишечника в кровь, а затем в молоко. Многочисленные работы свидетельствуют о присутствии ионов различных тяжелых металлов как в материнском грудном молоке, так и в искусственных молочных смесях [4; 7].
Кадмий является также загрязнителем природной среды, особенно продуктов питания. Отличительной его особенностью является то, что он выводится из организма крайне медленно и трудно.
Кадмий усиливает процесс перекисного окисления липидов, причем антиоксидантные ферменты подавляют эту активацию. Расстройство окислительного метаболизма может быть связано с повреждением митохондриальной мембраны и нарушением процессов тканевого дыхания [1].
Выявлено повреждающее действие кадмия на эндокринную систему. Это обусловлено быстрым проникновением его в клеточные структуры, блокированием ферментов и снижением окислительного фосфорилирования в митохондриях, подавлением белкового синтеза рибосомами [1; 3].
В опытах на крысах было доказано, что воздействие кадмия во время беременности изменяло уровень нейротрансмиттеров в мозге.
WWW.
80
Естественные и математические науки в современном мире № 10 (34), 2015 г._____________________
Поступление его в организм лактирующей крысы, вскармливающей детенышей, увеличивало массу их мозга и уменьшало уровень ДНК и РНК. При этом содержание дофамина в среднем мозге увеличивалось. Его действие на мозге реализуется через уменьшение популяции рецепторов половых стероидов в гипофизе, гипоталамусе [4; 8].
Материалы и методы исследования
В опытах использовали пять групп лактирующих самок белых лабораторных крыс по 180—200 г. Первая группа интактных животных использовалась в качестве контроля. Животные второй группы получали перорально соли свинца и кадмия по 2,4 мг/100 г и 0,47 мг/100 г соответственно, крысам третьей группы предварительно перорально вводили антиоксиданты: витамины Е и С и танакан по 100 мг на кг массы животного с их последующим введением на фоне интоксикации солями тяжелых металлов. Интоксикацию животных проводили в течение 10 дней до лактации и 10 дней во время лактации.
Для определения адреналина, норадреналина в плазме крови использовали флюориметрический метод определения катехоламинов, разработанный Матлиной Э.Ш. и Рахмановым Т.Б [9].
Результаты исследования
На рисунке 1 представлены результаты определения содержания адреналина в плазме крови в группах интактных животных, в группах, получавших длительный период соли кадмия и свинца и в группах крыс, получавших антиоксидантные препараты до и во время интоксикации солями тяжелых металлов. В крови крыс контрольной группы содержание адреналина в крови составляло 0,046 ± 0,003 нг/мг, при интоксикации солями кадмия содержание адреналина возросло до 0,101 ± 0,05 нг/мг и солями свинца — до 0,092 ± 0,005 нг/мг, р<0,05. В следующих сериях опытов животные получали антиоксидантные препараты до и на фоне интоксикации. Из результатов видно, что предварительное введение антиоксидантов привело к достоверному снижению уровня адреналина.
На рисунке 2 показаны данные по определению концентрации норадреналина в плазме крови. Уровень содержания норадреналина в контрольной группе животных составило 0,116 ± 0,07 нг/мг, тогда как при затравке крыс солями кадмия и свинца уровень норадреналина повысился до 0,155± 0,05 нг/мг и, 138± 0,03 нг/мг, р<0,05
соответственно.
Введение животным антиоксидантов витаминов Е, С и танакана на фоне солей кадмия достоверно снижало количество норадреналина до 0,119±0,044; 0,128±0,035 и 0,135±0,055 нг/мг, (р< 0,05 относительно затравки) и на фоне солей свинца — до 0,092±0,05; 0,105±0,065 и 0,111±0,037 нг/мг, (р< 0,05 относительно затравки) соответственно.
€
СибАК
www.sibac.info
81
www.sibac.mto
Естественные и математические науки в современном мире ____________________________________№ 10 (34), 2015 г.
Рисунок 1. Влияние интоксикации солями тяжелых металлов на содержание адреналина в плазме крови лактирующих крыс.
По оси абсцисс: 1 — интоксикация, 2 — инток+Е,
3 — инток+С, 4 — инток+Тан.; по оси ординат: концентрация гормона, нг/мг, n = 5, * — р< 0,05
Как показали результаты экспериментов, соли свинца и кадмия, попадая в организм крыс, вызывали стрессовые состояния, которые сопровождались повышением в крови катехоламинов. Первоначальное повышение содержания в крови адреналина и норадреналина можно рассматривать как адаптационные реакции, но высокий уровень их секреции в течение длительного периода указывает на истощение паренхимы надпочечников.
Рисунок 2. Изменение содержания норадреналина в плазме крови лактирующих крыс при интоксикации. По оси абсцисс:
1 — интоксикация, 2 — инток+Е, 3 — инток+С, 4 — инток+Тан. по оси ординат: концентрация гормона, нг/мг, n = 5, * — р< 0,05
82
Естественные и математические науки в современном мире № 10 (34), 2015 г.______________________
Хотя контрольных величин в содержании гормонов при введении антиоксидантов достигнуто не было, тем не менее, обнаружено значительное облегчение ответа адреналовой системы на стрессорное воздействие.
Катехоламины поражают сердечно-сосудистую, нервную и эндокринную системы, подавляют обмен веществ, замедляют синтез белков и снижают активность окислительно-восстановительных ферментов.
При длительном воздействии тяжелых металлов происходит их кумуляция в различных структурах мозга. Например, свинец вызывает ультраструктурные изменения нейронов супраоптического и паравентикулярного ядер гипоталамуса, которые ответственны за секрецию лактогенного гормона окситоцина.
Необходимо учесть то, что во время лактации возрастает потребность материнского организма в витаминах, особенно в витамине С и Е. Воздействие негативных факторов может вызвать состояние авитаминоза и привести к истощению антиоксидантных систем при возросшей нагрузке на функциональные системы организма лактирующих животных. Отсюда вытекает необходимость восполнить образовавшийся дефицит природных антиоксидантов.
Длительная интоксикации солями тяжелых металлов лакти-рующих крыс вызывает стресс, что подтверждается увеличением концентрации адреналина и норадреналина в крови. Применение биологически активных веществ, таких, как танакан и витамины С и Е, подавляют секрецию адреналина и норадреналина на фоне интоксикации.
Список литературы:
1. Богер М.М. Некоторые аспекты физиологии и патологии органов пищеварению. Новосибирск. «Наука», 1983, — С. 192.
2. Конкабаева А.Е. Содержание кортикостерона в тканях молочной железы лактирующих крыс // VII Всесоюзн. Симпоз.по физиол. и биохим. лактации: Тез. Докл — М., 1986, — С. 115—116.
3. Кроль М.Ю. Влияние интоксикации кадмием на перераспределение меди, цинка и железа в организме животных / Сб. научных трудов ВНИИ вет., сан., гигиены и эколог. — 1998, — Вып. 104, — С. 44—57.
4. Левина С.А. Влияние различных токсикантов на ферменты in vitro // Сб. науч. тр. ВНИИ сан.гиг. и экол., — 1998, — Вып. 105, — С. 101—103.
5. Левина С.А. Влияние ацетата свинца и нитрата кадмия на кинетику ферментативных реакций in vitro // Сб. науч. тр. ВНИИ сан. гиг. и экол., — 1998, — Вып. 105, — С. 119—123.
€
СибАК
www.sibac.info
83
Естественные и математические науки в современном мире ________________________________№ 10 (34), 2015 г.
6. Матлина Э.Ш., Рахманов Т.Б. Метод определения адреналина, норадреналина, ДОФА и дофамина.-В кн.: Методы исследования некоторых систем гуморальной регуляции. М. 1967, — с. 136—144.
7. Сейдахметова З.Ж., Ташенова Г.К., Мурзахметова М.К Защита мембран секреторных клеток молочной железы природными антиоксидантами при интоксикации крыс солями тяжелых металлов // Мат.У съезда физиол. Казахстана. Караганда, 2003, — С. 164.
8. Сейдахметова З.Ж., Ташенова Г.К., Мурзахметова М.К. Протекторное действие витаминов Е и С при перекисном гемолизе эритроцитов лактирующих крыс // Мат. V съезда физиол. Казахстан. Караганда., 2003, — С. 165.
9. Фолли С. Физиология и биохимия лактации. Изд. 2-е. М., 1972, — 350 с.
WWW.
84
