CC BY
77
с сочетанным введением сульфата кадмия и ацизо-ла были выражены меньше, чем при изолированном введении соли кадмия (фильтрационный заряд — р*<0,01; канальцевая реабсорбция — р*<0,02).
Экскреция калия в этой группе животных также достоверно не изменялась во все сроки опытов, однако было отмечено небольшое увеличение фильтрационного заряда в конце первого месяца (р<0,05).
Таким образом, профилактическое влияние введения ацизола при кадмиевой интоксикации проявляется в меньшей степени снижения канальцевой реабсорбции воды и формирования протеинурии. Подобный профилактический эффект отмечается и во влиянии на почечную обработку ионов, в том числе на процессы их канальцевой реабсорбции. Способность ацизола уменьшать потребность в кислороде и его положительное влияние на процессы дыхания, возможно, предотвращают или ослабляют гипоксическую активацию процессов перекисно-го окисления липидов в клетках организма, в том числе в клетках эпителия канальцев нефронов, и тем самым снижают повреждающее действие на них кадмия. Помимо этого ацизол, являясь донатором ионов цинка, вероятно, ослабляет способность кадмия вытеснять последний из многих металлоэнзимов, участвующих в процессах тканевого дыхания и транспорта ионов в канальцах почек.
Таким образом, введение ацизола является эффективным способом снижения и коррекции нефротокси-ческого действия кадмия при хроническом отравлении его соединениями.
Поступила 08.07.2008
ЛИТЕРАТУРА
1. Диагностика болезней почек / С. И. Рябов, Ю. В. Наточин, Б. Б. Бондаренко Ленинград: Медицина, 1979.
2. Коротков С. М., Глазунов В. В. Розенгарт Е. В., Суворов А. А. Действие гидрофобного органического комплекса кадмия на
ионную проницаемость митохондриальной мембраны и дыхание митохондрий печени крысы // Биологические мембраны. 1996. № 2. С. 178—183.
3. Кухта В. М., Морозкина Т. С., Олецкий Э. И., Силкова Ю. В. Антиоксидантная защита тканей животных при раздельном и сочетанном действии гамма-излучения и кадмия в различных дозах // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2000. № 6. С. 22—26.
4. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология / А. П. Авцин, А. А. Жаворонков, М. А. Риш, Л. С. Строчкова. М.: Медицина, 1991. 361 с.
5. Насолодин В. В. Биологическая роль цинка и проявления недостаточности его в организме // Вопросы питания. 1986. № 5. С. 6—10.
6. Franchini I., Mutti A. Tubulointerstinal nephropaties by industrial chemicals // Proceedings of the 4th Bari seminar in Nephrology. Bary, 1990. P. 119—127.
7. Fukumoto M., Kujiraoka T., Hara M., Shibasaki T. Effect of cadmium on gap junctional intercellular communication in primary cultures of rat renal proximal tubular cells // Life Sci. 2001. Vol. 69 (3). P. 247—254.
8. Jimi S., Uchiyama M., Takaki A. Mechanisms of cell death induced by cadmium and arsenic // Ann. N.Y. Acad. Sci. 2004. Vol. 1011. P. 325—331.
9. Ohta H., Yamauchi Y., Nakakita M., Tanaka H. Relationship between renal dysfunction and bole metabolism disorder in male rats after long-term oral quantitative cadmium administration // Ind. Health. 2000. Vol. 38 (4). P. 339—355.
10. Takaki A., Jimi S., Segawa M. Cadmium-induced nephropathy in rats is mediated by express of senescence-associated beta-galactosidase and accumulation mitochondrial DNA deletion // Ann. N.Y. Acad. Sci. 2004. Vol. 1011. P. 332—338.
11. Trzcinka-Ochocka M., Jakubowski M., Razniewska G. The effects of environmental cadmium exposure on kidney function: the possible influence of age // Environ. Res. 2004. Vol. 95 (2). P. 143—150.
В. Б. БРИН, А. К. МИТЦИЕВ, Х. Х. БАБАНИЯЗОВ, Н. В. ПРОНИНА, Т. В. ЗААЛИШВИЛИ
влияние ацизола на патоморфологические изменения
ТКАНЕЙ ПОЧЕК И МИОКАРДА У КРЫС, СОСТОяНИЕ ПРОЦЕССОВ
перекисного окисления липидов при парентеральном
И ИНТРАГАСТРАЛЬНОМ ВВЕДЕНИИ АЦЕТАТА СВИНЦА
Кафедра нормальной физиологии Северо-Осетинской государственной медицинской академии, г. Владикавказ, ул. Пушкинская, 40, [email protected] ЗАО «Ацизол-Фарма», г. Москва, бульвар Дм. Донского, 12—16;
ЗАО «Ацизол-Новые технологии», г. Подольск, ул. Готвальда, 19—16
Профилактическое применение ацизола является эффективным способом коррекции токсического действия свинца при хроническом отравлении, что достоверно подтверждается данными морфологических исследований. Обладая выраженным антиоксидантным действием, ацизол на фоне хронического отравления свинцом способствует снижению выраженности нарушений процессов перекисного окисления липидов, повышая активность ферментов антиокислительной защиты. Изолированное введение экспериментальным животным ацизола подтвердило его отчетливое антиоксидантное действие, что проявлялось в повышении активности ферментов антиокислительной защиты и снижении концентрации продуктов перекисного окисления липидов в эритроцитах.
Ключевые слова: свинцовая интоксикация, перекисное окисление липидов, ацизол, патоморфология почек и миокарда.
Кубанский научный медицинский вестник № 5 (104) 2008 УДК: 615.9:616.61-616.12-577.1
Кубанский научный медицинский вестник № 5 (104) 2008
V. В. BRIN, A. К. MITTSIYEV, H. H. BABANIJAZOV, N. V. PRONINA, T. V. ZAALISHVILI
INFLUENCE ACYZOL ON PATHOMORPHOLOGY CHANGES IN KIDNEYS AND MYOCARDIUM TISSUES, PROCESSES OF LIPID PEROXYDATION AT PARENTERAL OR INTRAGASTRIC
INTRODUCTION OF LEAD ACETATE
Department of Normal Physiology, North Ossetian State Medical Academy,
Vladikavkaz, [email protected];
CAS «Acizol-Pharma», Moscow,
CAS «Acizol-New Technologies», Podolsk
Preventive application acyzol is effective way of correction of toxic action of lead at a chronic poisoning that authentically proves to be true data of morphological researches. Possessing expressed ant oxidative action acyzol against a chronic poisoning with lead, promotes decrease in infringements of processes lipid peroxidation, raising activity of enzymes of antioxidant protection. The isolated introduction by an experimental animal acyzol, has confirmed its expressed anti-oxidant action that was shown in increase of activity of enzymes of antioxidant protection and decrease in concentration product lipid peroxidation in erythrocyte.
Key words: lead intoxication, lipids peroxidation, acizol, patomorphology of heart and kidneys.
Введение В современной токсикологии внимание исследова-
Загрязнение окружающей среды свинцом происходит главным образом посредством выбросов автотранспорта, энергетических и промышленных предприятий [2]. Свинец отличается высокой токсичностью, способностью поражать жизненно важные органы и системы организма. Проникая в организм, свинец распределяется в основном между костной тканью, печенью, почками и сердцем, обуславливая более выраженные поражения этих органов, приводя к их дисфункции. Одним из важных механизмов токсического действия свинца на организм является его способность приводить к окислительному напряжению [5]. Являясь ионом с переменной валентностью, свинец способен инициировать процессы свободнорадикального окисления, приводя к усилению липопе-роксидации, что обусловлено снижением активности каталазы [6]. Длительное действие свинца вызывает нарушения в системе «перекисное окисление липидов — антиоксидантная защита», способствуя накоплению в клеточных структурах токсичных продуктов пе-рекисного окисления липидов (ПОЛ), которые, в свою очередь, приводят к ряду негативных изменений: нарушению жидкокристаллической структуры липопро-теидов мембран; снижению прочности биологических мембран; разрушению мембран, набуханию и разрушению митохондрий; структурно-функциональным нарушениям ферментных систем тканевого дыхания; ослаблению биосинтеза макроэргических соединений (АТФ); дезорганизации транспортных механизмов переноса ионов ^а+, К+, Са2+ и др.); торможению процессов биосинтеза белков, нуклеиновых кислот, других соединений; повреждению лизосом с выходом гидролитических ферментов; разрушению мембран эритроцитов, ослаблению процессов дыхания, развитию гемолиза; накоплению (в результате нарушения окислительно-восстановительных процессов) продуктов промежуточного обмена, в том числе молочной кислоты, кетокислот и развитию ацидоза. Нарушение процессов свободнорадикального окисления при токсическом воздействии химических загрязнителей практически всегда предшествует морфологическим и клиническим симптомам повреждения, являясь основной причиной их развития [4].
телей направлено главным образом на поиск эффективных лекарственных препаратов, приближенных по своему механизму действия к природным соединениям. Для этих целей наиболее перспективны металло-комплексы ряда жизненно важных элементов на основе азольных лигандов, играющих главную роль в разнообразных ферментативных процессах и связывании микроэлементов в живых организмах. Данные соединения, обладая широким спектром направленного действия, способствуют стабилизации гомеостаза, малотоксичны, легко дозируемы, а самое важное — высокоэффективны. В результате многочисленных исследований учёными Иркутского института химии СО РАН был синтезирован высокоактивный фармакологический препарат на основе металлокомплексов солей цинка с 1-ви-нилимидазолом — ацизол [3]. Ацизол — оригинальный отечественный препарат, не имеющий аналогов за рубежом по структуре и механизму действия, являющийся высокоэффективным антидотом против острого отравления смертельными дозами моноокиси углерода, а также эффективным антигипоксантом при кислородной недостаточности. Ацизол изменяет сродство гемоглобина к газам крови, повышая при этом переносимость высоких концентраций карбоксигемоглобина. Кроме того, содержащийся в ацизоле цинк, устраняя его дефицит в организме, нормализует метаболические процессы, оказывая положительное влияние на работу цинк-зависимых ферментных систем. Благодаря наличию антигипоксантного и антиоксидантного действия ацизол обладает мембранопротекторным свойством [1].
Целью настоящего исследования было изучение влияния ацизола на выраженность патоморфологических изменений в тканях, функциональное состояние процессов перекисного окисления липидов и антиокис-лительной защиты клеток при парентеральном и инт-рагастральном способах введения ацетата свинца в дозе 40 мг/кг в организм крыс.
Методика исследования
Работа проведена на крысах-самцах линии Вистар массой 200—300 граммов. Эксперименты выполнены в 7 группах животных:
1-я группа — интактные животные;
2-я группа — животные с внутрижелудочным введением ацетата свинца в дозе 40 мг/кг в течение 16 дней;
3-я группа — животные с подкожным введением ацетата свинца в дозе 40 мг/кг в течение 16 дней;
4-я группа — животные с внутрижелудочным введением ацетата свинца в дозе 40 мг/кг и подкожным введением ацизола в дозировке 30 мг/кг в течение 16 дней;
5-я группа — животные с подкожным введением ацетата свинца в дозе 40 мг/кг и внутрижелудочным введением ацизола в дозировке 30 мг/кг в течение 16 дней;
6-я группа — животные с подкожным введением ацизола 30 мг/кг в течение 16 дней;
7-я группа — животные с внутрижелудочным введением ацизола 30 мг/кг в течение 16 дней (контроль).
По истечении времени эксперимента (16 дней) крысы забивались с использованием тиопенталового наркоза. Для гистологических исследований образцы тканей (почка, сердце) фиксировали в 10%-ном нейтральном формалине, после чего подвергали заливке в парафин с последующим приготовлением срезов толщиной 7—8 микрон. Срезы окрашивались гематоксилином и эозином. Изучение срезов проводилось в проходящем свете при помощи микроскопа «Микмед-1» под увеличением 80*200*400. Оценку интенсивности процессов перекисного окисления липидов проводили по данным изменения концентрации малонового диальдегида (МДА) в мембранах эритроцитов по методу В. С. Камышникова (2003). О состоянии антиоксидантной защиты клеток судили по активности каталазы в плазме крови, определявшейся методом М. А. Королюка и соавт. (1988), и супероксиддисмутазы (СОД), исследовавшейся по методу аутоокисления адреналина.
Результаты исследования и их обсуждение
Изучение морфологического состояния почек при внутрижелудочном и подкожном введении ацетата свинца позволило выявить характерные особенности (рис. 1). В обоих случаях наблюдались выраженные альтера-тивные, некробиотические и некротические изменения в тканях почек, преимущественно поражались клетки эпителия канальцев. В группе животных с внутрижелудочным введением ацетата свинца (группа № 2) отмечались: кровоизлияния в клубочек; расширение просвета канальцев, некробиоз всех канальцев на фоне их сплошной гидропической дистрофии, некроз отдельных групп канальцев. В клубочках выявлялись выраженный оттёк, дистрофические изменения, отмечались мелкоочаговые кровоизлияния в строму. При подкожном введении ацетата свинца определялся практически тотальный некроз канальцевого эпителия почек на фоне их выраженного отёка и скопления белка в просвете канальцев.
При гистологическом исследовании почек (рис. 2) экспериментальных животных, подкожно получавших ацизол на фоне внутрижелудочного введения ацетата свинца (группа № 4), были выявлены менее выраженные дистрофические и некробиотические изменения в тканях почек по сравнению с животными, получавшими изолированно внутрижелудочно ацетат свинца (группа № 2). Отмечалась регенерация структур отдельных канальцев на фоне умеренного расширения протоков. При гистологическом исследовании выявлялась положительная реакция (гиперплазия лим-фогистиоцитарных элементов) иммунокомпетентной ткани на повреждение органоспецифических (паренхиматозных) структур. Гистологическое исследование почек экспериментальных животных, внутрижелудоч-но получавших ацизол на фоне подкожного введения ацетата свинца (группа № 5), выявило существенное уменьшение выраженности некробиотических и
Рис. 1. Выраженные альтеративные, некробиотические и некротические изменения в тканях почек экспериментальных животных с изолированным внутрижелудочным введением ацетата свинца:
а — кровоизлияния в клубочек; б — расширение просвета; в — некроз отдельных групп канальцев; г — некробиоз всех канальцев; д — сплошная гидропическая дистрофия канальцев
Рис. 2. Менее выраженные дистрофические и некробиотические изменения в тканях почек экспериментальных животных с профилактическим введением ацизола на фоне хронической свинцовой интоксикации:
а — регенерация канальцев; б — умеренное расширение протоков канальцев; в — лимфогистиоцитарная инфильтрация стромы
Кубанский научный медицинский вестник № 5 (104) 2008
Кубанский научный медицинский вестник № 5 (104) 2008
Рис. 3. Выраженные дистрофические и некротические изменения миокарда на фоне хронического введения ацетата свинца:
а — дистрофические изменения; б — участки неравномерного окрашивания; в — фрагментация и распад волокон
Рис. 4. Гистологическая структура миокарда экспериментальных животных с профилактическим введением ацизола на фоне хронической свинцовой интоксикации:
а — слабо выраженные дистрофические измен-ния мышечных волокон миокарда
Активность СОД, каталазы и концентрация МДА у экспериментальных животных на фоне хронической интоксикации ацетатом свинца в условиях профилактического введения ацизола
Условия опыта Стат. показатель МДА (мкмоль/л) СОД (усл.ед %) Каталаза (мкат/л)
Группа № 1 М±т 76,52±1,769 63,48±2,204 455,5±16,7
Группа № 2 М±т 89,3±1,74 65,55±1,927 320,1±10,16
р *) *)
Группа № 3 М±т 97,02±2,006 66,76±3.489 278,8±19,7
р *) *)
Группа № 4 М±т 82,4±1,3 68,52±0,527 374,7±12,47
р **) #) *) х)
Группа № 5 М±т 87,99±1,88 61,80±3,516 356,7±17,1
р *) #) *) х)
Группа № 6 М±т 68,0±0,99 76,23±0,656 531,3±11,47
р *) *) *)
Группа № 7 М±т 69,39±2,183 69,01±3,746 512,7±22,1
р ***) ***)
Примечание: (*) — достоверное (р<0,001) изменение по сравнению с фоном,
(**) — достоверное (р<0,01) изменение по сравнению с фоном,
(***) — достоверное (р<0,05) изменение по сравнению с фоном,
(#) — достоверное (р<0,01) изменение при сравнении с группой № 2, (х) — достоверное (р<0,01) изменение при сравнении с группой № 3.
некротических изменений в почках по сравнению с животными, подкожно получавшими ацетат свинца (группа № 3). Отмечался некробиоз практически всех канальцев с наличием менее выраженного скопления белка в их просвете.
При гистологическом исследовании сердца у экспериментальных животных, внутрижелудочно получав-
ших ацетат свинца (группа № 2), выявлялись (рис. 3) дистрофические изменения мышечных волокон с неравномерным их окрашиванием эозином, наблюдались фрагментация и распад волокон. Отмечалась отёчная строма с признаками нарушения кровообращения (полнокровие сосудов, стенка которых с признаками плазматического пропитывания; периваскулярный отёк).
Гистологическое исследование миокарда животных, подкожно получавших ацетат свинца (группа № 3), выявило более выраженные дистрофические изменения по сравнению с животными, внутрижелудочно получавшими ацетат свинца (группа № 2). Патоморфологические изменения миокарда характеризовались выраженной дистрофией кардиомиоцитов, дефрагментацией мышечных волокон, исчезновением поперечной исчер-ченности, очаговым некрозом мышечных волокон.
При гистологическом исследовании сердца экспериментальных животных, подкожно получавших ацизол на фоне внутрижелудочного введения ацетата свинца (группа № 4), отмечались слабо выраженные дистрофические изменения мышечных волокон, дефрагментация которых не встречалась. Гистологическая картина миокарда у животных, подкожно получавших ацетат свинца на фоне профилактического внутрижелудочного введения ацизола, характеризовалась наличием дистрофии кардиомиоцитов при отсутствии их дефрагментации с сохранением поперечно-полосатой исчерченности.
Таким образом, гистологическое исследование органов выявило прямую зависимость выраженности структурных изменений почек и сердца от способа введения ацетата свинца — более выраженные повреждающие эффекты при парентеральном введении.
Изучение активности системы свободнорадикального окисления (таблица) у животных, внутрижелудоч-но получавших ацетат свинца (группа № 2), выявило увеличение образования в эритроцитах МДА относительно показателей интактной группы животных, что свидетельствует об активации липопероксидации. Одновременно с этим происходило компенсаторное повышение активности СОД. Активность каталазы в плазме крови у животных группы № 2 была ниже показателей интактной группы животных. Концентрация МДА в эритроцитах у животных с подкожным введением ацетата свинца (группа № 3) была значительно выше показателей интактной группы животных и повышалась относительно группы № 2. Наряду с увеличением концентрации МДА в эритроцитах происходило повышение активности СОД относительно значений интактной группы животных, что является проявлением компенсаторной реакции организма в ответ на оксидативный стресс. Степень активности каталазы при подкожном введении ацетата свинца (группа № 3) была ниже показателей животных с внутрижелудочным введением ацетата свинца (группа № 2) и показателей интактной группы животных.
Изучение активности системы свободнорадикального окисления выявило увеличение концентрации МДА в эритроцитах животных, подкожно получавших ацизол на фоне внутрижелудочного введения ацетата свинца (группа № 4), относительно фоновых значений. Однако концентрация МДА у животных группы № 4 была ниже показателей животных, изолированно получавших ацетат свинца (группа № 2), что было обусловлено менее выраженным снижением активности каталазы и повышением активности СОД по сравнению с интактным контролем. Определение активности ферментов ан-тиоксидантной системы (СОД и каталаза) у животных, внутрижелудочно получавших ацизол на фоне подкожного введения ацетата свинца (группа № 5), выявило снижение их активности относительно показателей
интактной группы животных, что способствовало повышению концентрации МДА в указанной группе. Однако активность каталазы в группе животных, профилактически получавших ацизол (группа № 5), была выше, чем у животных, изолированно получавших ацетат свинец (группа № 3), что способствовало уменьшению концентрации МДА относительно группы № 3.
Исследование ферментативной системы анти-окислительной защиты организма у животных, изолированно получавших ацизол (группа № 6 и группа № 7), выявило увеличение активности каталазы и СОД в обеих группах экспериментальных животных относительно интактной группы животных. Концентрация МДА в эритроцитах у животных, изолированно получавших ацизол, снижалась относительно показателей интактной группы, что было обусловлено повышенной активностью каталазы и СОД.
Таким образом, профилактическое применение ацизола является эффективным способом коррекции токсического действия свинца при хроническом отравлении, что достоверно подтверждается данными морфологических исследований. Обладая выраженным антиоксидантным действием, ацизол на фоне хронического отравления свинцом способствует снижению выраженности нарушений процессов перекисного окисления липидов, повышая активность ферментов антиокислительной защиты. Изолированное введение экспериментальным животным ацизола подтвердило его выраженное антиоксидантное действие, что проявлялось в повышении активности ферментов антиокислительной защиты и снижении концентрации МДА в эритроцитах.
Поступила 20.08.2008
ЛИТЕРАТУРА
1. Бабаниязов Х. Х., Баринов В. А., Нечипоренко С. П., Трофимов Б. А., Станкевич В. К., Ермаков А. Р., Пронина Н. В., Бабани-язова З. Х., Некрасов М. С., Хамидуллин Н. М., Байкалова Л. В., Гришшак Д. Д. Адаптоген. Патент РФ № 2279877. 2006. Бюл. №. 20.
2. Боев В. М., Красиков С. И., Воронкова И. П., Чеснокова Л. А., Аверьянов В. Н., Кузьмин С. А. Загрязнение свинцом некоторых объектов окружающей среды // Гигиена и санитария. 2004. № 1. С. 25—28.
3. Домнина Е. С., Скушникова А. И., Воронков М. Г., Урюпов О. Ю., Тиунов Л. А., Руказенков Э. Д., Чумаков В. В., Арутюнян С. И., Соколовская Т. М., Серов В. А., Жилеев В. Т. Антидот окиси углерода. Патент РФ № 2038079. 1995.
4. Яппаров Р. Н., Камилов Р. Ф., Шакиров Д. Ф., Сидорчева О. В. Свободнорадикальное окисление у работников нефтехимической промышленности // Медицина труда и промышленная экология. 2007. № 8. С. 14—19.
5. Annabi Berrahal A., Nehdi A., Hajjaji N., Gharbi N., El-Fazâa S. Antioxidant enzymes activities and bilirubin level in adult rat treated with lead // C R Biol. 2007 Aug, № 330 (8). Р. 581—588. Epub 2007 Jun 28.
6. Patil A. J., Bhagwat V. R., Patil J. A., Dongre N. N., Ambekar J. G., Jailkhani R., Das K. K. Effect of lead (Pb) exposure on the activity of superoxide dismutase and catalase in battery manufacturing workers (BMW) of Western Maharashtra (India) with reference to heme biosynthesis // Int J Environ Res Public Health. 2006 Dec, № 3 (4). Р. 329—337.
Кубанский научный медицинский вестник № 5 (104) 2008
