CC BY
34
Проблемы здоровья и экологии
139
ОБЩЕСТВЕННОЕ ЗДОРОВЬЕ И ЗДРАВООХРАНЕНИЕ, ГИГИЕНА
УДК [612.82:615.272.6:517.21]-092.9
СПЕКТР НЕЙРОАКТИВНЫХ АМИНОКИСЛОТ В СТРИАТУМЕ КРЫСЯТ ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ ВВЕДЕНИИ ДИНИЛА И АЦЕТАТА СВИНЦА
И. В. Лях, Е. М. Дорошенко, В. М. Шейбак Гродненский государственный медицинский университет
Показаны изменения концентраций свободных аминокислот и их производных в стриатуме крысят после хронического совместного и раздельного введения ацетата свинца и динила в дозах 5 и 30 мг/кг массы соответственно. Поступление в организм крысят ацетата свинца вызывало в стриатуме более выраженные нарушения обмена нейроактивных аминокислот, чем аналогичное по длительности введение динила. При этом более существенные изменения наблюдали при совместном введении токсикантов. Негативное воздействие динила и свинца проявляется снижением уровней нейроактивных аминокислот и преобладанием на этом фоне тормозных нейротрансмиттерных соединений.
Ключевые слова: динил, ацетат свинца, аминокислоты, стриатум, крысята.
SPECTRUM OF NEUROACTIVE AMINO ACIDS IN THE STRIATUM OF RATS AFTER CHRONIC ADMINISTRATION OF LEAD ACETATE AND DINIL
I. V. Liakh, E. M. Doroshenko, V. M. Sheibak Grodno State Medical University
The article shows changes in the concentrations of free amino acids and their derivatives in the striatum of rats after chronic joint and separate administration of lead acetate and dinil dosed 5 and 30 mg/kg, respectively. The intake of lead acetate in the striatum of the rats caused more significant disruption of neuroactive amino acids metabolism, than the similar introduction of dinil. More appreciable changes were observed at the co-administration of toxicants. Meanwhile, the negative affect of lead and dinil manifested by reduced levels of neuroactive amino acids and prevalence of inhibitory neurotransmitters.
Key words: dinil, lead acetate, amino acids, striatum, infant rats.
Введение
Негативное воздействие широко распространенных ароматических углеводородов (бензол, ксилол, фенол) на организм хорошо изучено [4, 6], однако существуют единичные сведения о воздействии динила (смесь 25 % дифенила и 75 % дифенилоксида) на нервную систему [7]. При этом практически отсутствуют исследования о воздействии динила на нервную систему молодых животных. Использование динила при производстве химических волокон нередко сопровождается выбросами этого соединения в атмосферу, что не исключает отравления его парами детского населения.
Наиболее чувствительным к воздействию соединений свинца является ранний период жизни, в течение которого наблюдается самый высокий уровень корреляции между концентрацией свинца в крови и его содержанием в окружающей среде (в атмосферном воздухе, в воде и в пыли) [5, 9].
Ранее нами было установлено, что при длительном воздействии динилом в дозе 5 мг/кг (14 дней) у крыс развивается определенная степень адаптации, что проявляется постепенной
нормализацией уровней биогенных аминов в мозге, дисбаланс которых наблюдается после однократного введения [1]. Одновременно было показано, что совместное поступление в организм динила и свинца вызывает существенный дисбаланс биогенных аминов в отделах головного мозга взрослых крыс [2, 3]. Очевидно, что нервная ткань растущего организма, в которой преобладают процессы формирования нейрохимических механизмов регуляции, связанных с адаптацией к воздействиям окружающей среды, должна характеризоваться особой чувствительностью к токсикантам как органической, так и неорганической природы.
Цель работы
Поскольку помимо биогенных аминов, ряд аминокислот в головном мозге выполняет ней-ротрансмиттерные функции, провести анализ аминокислотного спектра в стриатуме крысят, подвергавшихся хроническому воздействию динила и свинца.
Материал и методы
Эксперименты были проведены на 37 самцах крыс в возрасте 1 месяц и массой 50-65 г.
Проблемы здоровья и экологии
140
Животные были разделены на 4 группы: 1-й группе животных (n = 9) внутрижелудочно вводили масляную эмульсию динила в дозе 5 мг/кг массы в сутки, животные 2-й группы (n = 9) получали свинец в дозе 30 мг/кг массы, в виде водного раствора ацетата свинца (54 мг/л), 3-й группы (n = 10) — свинец и динил в аналогичных концентрациях. Животным контрольной группы (n = 9) вводили эквиобъемное количество воды. Все введения осуществляли ежедневно на протяжении 30 дней. Декапитацию осуществляли через 24 ч после последнего введения. Образцы стриатума фиксировали в жидком азоте. Определение уровней свободных аминокислот и их производных проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Статистическую обработку полученного материала проводили с помощью t-критерия Стьюдента в пакете прикладных программ «Statistica», 7.0, полученные данные выражали как М ± m.
Результаты и обсуждение
В стриатуме наиболее сильные количественные изменения профиля нейроактивных аминокислот наблюдали при хроническом введении ацетата свинца как раздельно, так и со-
вместно с динилом. Так, если при введении динила наблюдалось изменение 6, а свинца — 24, то при их совместном поступлении от контрольных значений отличались 25 показателей из 28 исследуемых. При этом, как правило, концентрации большинства аминокислот снижались. Следует отметить уменьшение концентраций нейротрансмиттерных аминокислот аспартата (на 35 %), глутамата (на 21 %), ГАМК (на 24 %), а также аминокислот, предшественников биогенных аминов, тирозина (на 34 %) и триптофана (на 57 %). В стриатуме повышались лишь концентрации аминокислот, не выполняющих непосредственно нейротрас-нмиттерные функции: аланин в группе животных, получавших ацетат свинца, метионин в группе крысят, которым вводили динил, и лизина в группе крысят, получавших оба токсиканта (таблица 1). При этом увеличение концентрации фосфоэтаноламина (на 57 и 43 %) в стриатуме крысят, получавших свинец, и существенное (на 54 и 70 %) уменьшение этаноламина может указывать на изменение интенсивности липидного обмена и деструкцию плазматических мембран [8] (таблица 1).
Таблица 1 — Изменения концентраций свободных аминокислот в стриатуме крысят (нмоль/г ткани) при совместном и раздельном введении динила и свинца
Аминокислоты Контрольная группа Группы животных, получавших:
динил ацетат свинца динил + ацетат свинца
Asp 2912 ± 104 2473 ±104* 2082 ± 105*+ 1894±83*+!
Glu 11321±321 10750±519 9124±347*+ 8896±223*+
Asn 139 ± 2 129 ± 7 112±5*+ 100±3*+
Ser 1725 ± 57 1571±54 1307±26*+ 1331±46*+
Gln 13093±245 11924±492* 11493 ±666* 11290±386*
His 97 ± 7 86 ± 9 67 ± 8* 63 ± 2*+
Gly 733 ± 37 822 ± 25 803 ± 24 747 ± 34
PEA 463 ± 16 521 ± 32 728 ±19*+ 665 ±17*+!
Thr 542 ± 68 629 ± 32 660 ± 56 424 ± 37+!
Ctr 51 ± 4 64 ± 13 33 ± 3*+ 35 ± 2*+
Arg 172 ± 9 141 ± 13 96±14*+ 85 ± 3*+
bAla 36 ± 3 42 ± 6 22 ± 2*+ 30 ± 3!
Ala 855 ± 28 929 ± 82 1178±51*+ 707 ± 28*+!
Tau 8571±250 8049 ± 501 7051±246* 7533 ± 177*
bABA 244 ± 16 205 ± 23 162 ± 9* 65 ±19*+!
GABA 2456 ± 95 2322 ±127 1858 ±106*+ 1878±114*+
Tyr 70 ± 4 72 ± 5 63 ± 6 47±3*+!
aABA 12 ± 2 31 ± 18 61 ± 21* 14 ± 2!
EA 886 ± 45 868 ± 34 402±53*+ 265 ±15*+!
Val 174 ± 24 142 ± 8 111±5*+ 93±3*+!
Met 33 ± 2 40 ± 2* 29 ± 3+ 23 ± 2*+
Ctn 52,1 ± 3,4 41 ± 2* 37 ± 4* 47 ± 4
Trp 187 ± 11 162 ± 16 102±4*+ 80 ± 7*+!
Ile 93 ± 5 92 ± 4 66 ± 4*+ 63 ± 3*+
Phe 90 ± 5 88 ± 7 50 ± 5*+ 45± 2*+
Leu 104 ± 7 104 ± 6 73 ± 5*+ 70 ± 2*+
HPro 220 ± 16 214 ± 15 34 ± 3*+ 90 ± 4*+!
Orn 78 ± 11 50 ± 5* 43 ± 8* 33 ± 12*
Lys 330 ± 22 386 ± 21 373 ± 23 426 ± 25*
Pro 146 ± 12 129± 12* 167 ± 7 106 ± 12*!
Примечание. В этой и других таблицах: * p < 0,05 по сравнению с контрольной группой животных; + p < 0,05 по сравнению с группой, получавшей динил; ! p < 0,05 по сравнению с группой, получавшей ацетат свинца
Проблемы здоровья и экологии
141
Изменения метаболического профиля нейроактивных соединений в стриатуме свидетельствуют о том, что хроническое введение ацетата свинца крысятам может оказывать более выраженное воздействие на функциональное состояние данной структуры головного мозга, чем аналогичное по длительности введение ароматического углеводорода динила. Поскольку при со-
вместном введении токсикантов практически все наблюдаемые изменения характеризовались снижением концентраций нейроактивных аминокислот, можно предположить, что нарушаются процессы транспорта аминокислот на уровне гематоэнцефалического барьера, что не исключает одновременно их повышенную утилизацию клетками стриатума (таблица 2).
Таблица 2 — Изменения структуры аминокислотного фонда в стриатуме крысят при раздельном и совместном хроническом введении динила и ацетата свинца
Показатели структуры фонда аминокислот Контрольная группа Группы животных, получавших:
динил ацетат свинца динил + ацетат свинца
Сумма свободных аминокислот и их азотсодержащих метаболитов, нмоль/г 45816±897 44264 ± 1000 38348±1198*+ 37115±959*+
Незаменимые аминокислоты, нмоль/г 1553 ± 99 1666 ± 39 1463 ± 46+ 1225±53*+!
Заменимые аминокислоты, нмоль/г 31264±562 29852 ± 646 26492 ± 998* 25267 ± 694*+
АРУЦ, нмоль/г 371 ± 29 345 ± 16 249 ± 12*+ 227 ± 7*+
АРУЦ (%) 0,8 ± 0,07 0,8 ± 0,03 0,7 ± 0,04+ 0,6 ± 0,02*+
Ароматические аминокислоты, нмоль/г 494 ± 20 463 ± 15 382±16*+ 278 ± 9*+!
Ароматические аминокислоты (%) 1,1 ± 0,04 1,1 ± 0,06 1 ± 0,04 0,8 ± 0,03*+!
Протеиногенные аминокислоты, нмоль/г 32817±587 31517±658 27955 ± 998* 26491±724*+
Непротеиногенные аминокислоты, нмоль/г 12998 ± 345 12747 ± 499 10393 ± 307*+ 10624 ± 280*+
Phe/Tyr 1,3 ± 0,09 1,3 ± 0,15 0,8 ± 0,07*+ 1 ± 0,04*
Glu/Gln 0,9 ± 0,03 0,9 ± 0,03 0,8 ± 0,04+ 0,8 ± 0,02*+
Сумма серосодержащих аминокислот, нмоль/г 8656 ± 252 8441±446 7117±247* 7604 ± 180*
Тормозные аминокислоты (ТАК), нмоль/г 11759 ± 323 11580±475 9713±293*+ 10159±290*
Возбуждающие аминокислоты (ВАК), нмоль/г 14233 ± 385 13686 ± 438 11206±399*+ 10790 ± 295*+
ВАК/ТАК 1,2 ± 0,02 1,2 ± 0,03 1,2 ± 0,04 1,1 ± 0,03*+
Gln + Glu 24413±434 23416±668 20617±915* 20186±562*+
Снижение концентраций регистрировали в отношении как тормозных, так и возбуждающих нейротрансмиттерных аминокислот. О существенных нарушениях метаболической интеграции свидетельствует и анализ коэффициентов корреляции между отдельными аминокислотами и группами нейроактивных аминокислот, выполняющих противоположно различные функции. В то время как у животных, получавших раздельно динил и ацетат свинца, наблюдалось исчезновение или замена положительных и, напротив, появление отрицательных корреляционных индексов, совместное введение токсикантов характеризовалось появлением положительных взаимоотношений в большинстве из исследуемых пар аминокислот, что, по-видимому, является отражением однонаправленности воздействия токсикантов. В группах животных, получавших токсиканты раздельно, наибольшие изменения корреляции регистрировали в парах глицин и глутамин (Glu-Gly, Ser-Gly, Gly-GABA, Gly-Tyr, Gly-Phe, Gln-Tau, Gln-PEA, Asp-Gln, Glu-Gln), а в стриатуме крысят, получавших оба токсиканта, к ним добавлялись
ГАМК (Gly-GABA, Tau-GABA, GABA-Tyr, GABA-Phe) и глутамат (Asp-Glu, Glu-Gln, Glu-Gly, Glu-PEA, Glu-Tau, Glu-EA). Следует отметить, что именно эти нейротрансмиттер-ные аминокислоты выполняют наибольшую нагрузку в регуляции процессов возбуждения и торможения в клетках ЦНС.
Заключение
Таким образом, проведенные нами исследования показали, что как раздельное, так и совместное хроническое введение ди-нила и ацетата свинца характеризуется изменениями спектра нейроактивных аминокислот в стриатуме крысят. Поступление в организм крысят ацетата свинца вызывало в стриатуме более выраженные нарушения обмена нейроактивных аминокислот, чем аналогичное по длительности введение ди-нила. При этом более существенные изменения наблюдали при совместном введении токсикантов. Негативное воздействие дини-ла и свинца проявляется снижением уровней нейроактивных аминокислот и преобладанием на этом фоне тормозных нейротранс-миттерных соединений.
Проблемы здоровья и экологии
142
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Лях, И. В. Влияние совместного и раздельного хронического введения свинца и динила на уровень катехоламинов в мозге крыс: возможность коррекции нарушений препаратом «тауцинк» / И. В. Лях // Тезисы докладов конференции студентов и молодых ученых, посвященной памяти профессора И. П. Протасевича 15-16 апр. 2010 г. — Гродно: ГрГМУ, 2010. — С. 264.
2. Лях, И. В. Влияние хронического и острого воздействия динилом на уровень биогенных аминов в мозге крыс / И. В. Лях // Сборник научных статей в двух частях «Наука-2010». — Гродно: ГрГУ, 2010. — Ч. 2. — С. 17-19.
3. Лях, И. В. Изменение уровней индоламинов в мозге крыс при совместном и раздельном введении свинца и динила: возможность коррекции нарушений препаратом «тауцинк» / И. В. Лях // Тезисы докладов конференции студентов и молодых ученых, посвященной памяти профессора И. П. Протасевича 15-16 апр. 2010 г. — Гродно: ГрГУ, 2010. — С. 265.
4. Нарушения липидного обмена у работников нефтеперерабатывающих предприятий / В. А. Чепурнов [и др.] // Мед. акад. журнал. — 2005. — Т. 5, № 1. — P. 105-119.
5. Sources and characteristics of lead pollution in the urban environment of Guangzhou / N. S. Duzgoren-Aydin [et al.] // Sci Total Environ. — 2007. — Vol. 385, № (1-3). — P. 182-195.
6. Polybrominated diphenyl ethers induce developmental neurotoxicity in a human in vitro model: evidence for endocrine disruption / T. Schreiber [et al.] // Environ Health Perspect — 2010. — Vol. 118, № 4. — P. 572-578.
7. Toxicological evaluation of chronic exposure to dinil / V. M. Shei-bak [et al.] // Gig. Sanit. — 2008. — № 4. — P. 81-82.
8. Molecular and cell biology of phosphatidylserine and phos-phatidylethanolamine metabolism / J. E. Vance [et al.] // Proq. Nucleic. Acid Res. Mol. Biol. — 2003. — Vol. 75. — P. 69-111.
9. Impact of lead pollution in environment on children's health in Shenyang City / C. Wang [et al.] // Acad. J. 1-st Med. Coll. PLA. — 2003. — Vol. 24, № 5. — P. 17-22.
Поступила 18.03.2013
УДК 613.15:574.546.296
МЕТОДИЧЕСКАЯ ОСНОВА ЭКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКОГО КАРТИРОВАННИЯ ТЕРРИТОРИИ ПО СТЕПЕНИ РАДОНООПАСНОСТИ
А. А. Лабуда, Л. А. Чунихин
Гомельский государственный медицинский университет
Цель исследования: определение корреляционной связи между объемной активностью радона в помещениях зданий и показателем, определяющим содержание и поведение радона в почвах и геологических породах.
Материалы и методы. Результаты измерений объемной активности радона в помещениях зданий в сельских населенных пунктах Гомельской и Могилевской областей, выполненные специалистами НИИ морской и промышленной медицины (г. Санкт-Петербург) в 1992 г.; карты мощности экспозиционной дозы до аварии на ЧАЭС, составленные по результатам измерений специалистами РУП «Белгеология» в период 1969-1985 гг., а также геологические карты пород с различным содержанием урана.
Результаты и обсуждение. Предложен комплексный радоновый показатель, который рассчитывают как произведение относительного содержания урана в геологических породах на относительное значение их проницаемости для радона. Регрессионная зависимость объемной активности от комплексного радонового показателя, усредненная по районам Гомельской и Могилевской областей, имеет довольно высокий коэффициент корреляции — 0,76. Такой степени корреляционной связи достаточно, чтобы использовать данный показатель, полученный по измерениям радоновых характеристик в геологических породах на территории Гомельской и Могилевской областей, для картирования радонового потенциала этих территорий с целью определения радоноопасных участков.
Ключевые слова: радон, карта радонового потенциала, мощность экспозиционной дозы (МЭД), содержание урана в геологических породах, регрессионная зависимость, коэффициент корреляции, Гомельская и Могилевская области.
METHODOLOGICAL BASIS FOR ECOLOGIC HYGIENIC MAPPING OF THE TERRITORY ACCORDING FO RADON HAZARD DEGREE
A. A. Labuda, L. A. Chunikhin
Gomel State Medical University
Objective: determination of the correlative relation between the indoor volume radon activity in buildings and some factors related to radon contents in soils and geological stones.
Materials and methods. The results of the indoor volume activity measurements in the rural settlements of Gomel and Mogilev regions, the dose rate power maps and the geologist rocks maps with various uranium contents are foundation for the radon risk mapping.
Results and discussion. We have suggested the complex radon parameter that may be calculated as multiplication of the dose rate on the relative rock uranium content factors and on the relative rock penetration factors. The regression dependence of the radon volume activities on the complex radon factor was taken as average in Gomel and Mogilev regions and has essentially high correlation coefficient — 0.76. This degree of correlation is enough to use this complex radon factor calculated on the measured rock radon characteristics for the territories of Gomel and Mogilev regions for the radon risk mapping to define any radon danger sections. This method may be used for the radon potential mapping of the whole territory of Belarus.
Key words: radon, Gomel and Mogilev regions, dose rate, uranium content in soils, regression, correlation factor.
