CC BY
12A.I. Iskanderov, B.A. Abdukarimov
TOXICOMETRY AT ACUTE POISONINGS BY CARBON MONOXIDE AGAINST THE BACKGROUND OF
ALCOHOLIC INTOXICATION
Pediatric Medical Institute, Republic of Uzbekistan, Tashkent
Data are presented on the definition of general carbon monoxide toxicity taking into account gender, age and different stages of alcohol intoxication as a background; were investigated concentration thresholds of clinical and morphological characteristics of carboxyhemoglobin in combination with alcoholic intoxication; an expert assessment of carbon monoxide toxicokinetics against the background of alcoholic intoxication is presented. In the course of the investigations, informative clinical and morphological signs of carbon monoxide poisoning were determined, as well as main characteristics of carboxyhemoglobin kinetics and sequence of clinical and morphological effects of the poison against the background of alcoholic intoxication. The data received allow to establish the direct cause of death at poisoning by carbon monoxide and ethanol.
УДК [615.916:546.48].085.356
В.О. Кобялко, Э.Б. Мирзоев, О.А. Губина, Н.А. Фролова, А.Д. Мельник
ВЛИЯНИЕ ДИГИДРОКВЕРЦЕТИНА И АСКОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫ НА СОДЕРЖАНИЕ МАЛОНОВОГО ДИАЛЬДЕГИДА И МЕТАЛЛОТИОНЕИНОВ В ОРГАНАХ КРЫС, ПОДВЕРГНУТЫХ ХРОНИЧЕСКОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ КАДМИЯ
ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной радиологии и
ароэкологии РАСХН, Обнинск
Применение дигидрокверцетина и аскорбиновой кислоты у крыс, подвергнутых хроническому воздействию кадмия, способствует снижению токсического действия металла на организм за счет ингибирования интенсивности свободнорадикального перекисного окисления липидов и индукции синтеза металлотионеинов. У экспериментальных животных отмечено снижение концентрации кадмия в печени и почках, что свидетельствует об усилении его экскреции из организма.
Ключевые слова: кадмий, печень, почки, металлотионеины, малоновый диальдегид.
Введение. Техногенное загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами, в частности кадмием, оказывает негативное влияние на млекопитающих [10]. Наиболее ранними реакциями организма при воздействии кадмия являются модификация интенсивности свободнорадикального перекисного окисления липидов и индукция синтеза металлотионеинов (МТ) [12, 14]. МТ — низкомолекулярные белки, которые синтезируются преимущественно в печени и почках, выполняют функции детоксификации и действуют как ловушки для свободных радикалов, предотвращая повреждение внутриклеточных структур [13].
Избыточное накопление кадмия в критических органах (печень, почки) обусловлено высокой кумулятивной способностью и низкой скоростью экскреции из организма [11]. Преодоление пороговых концентраций эффективного связывания ионов кадмия с внутриклеточными белками, главным образом МТ, реализуется в развитии токсических эффектов [8]. В связи с
этим обеспечение устойчивости организма млекопитающих при хроническом воздействии кадмия может быть реализовано за счет ускорения процесса его выведения и снижения уровня повреждений наиболее чувствительных систем. На наш взгляд перспективным является использование биофлаваноидов, которые обладают ярко выраженной антиокислительной активностью и способны связывать ионы металлов [6, 7]. Среди этих веществ большой интерес вызывает дигид-рокверцетин (ДКВ), обнаруженный в древесине некоторых пород хвойных деревьев [4, 5].
Целью настоящей работы стало исследование влияния дигидрокверцетина и аскорбиновой кислоты на содержание малонового диальдегида и металлотионеинов в органах крыс, подвергнутых хроническому воздействию кадмия.
Материалы и методы исследования. Эксперименты проведены на 19 крысах (самках) линии «Вистар» в условиях вивария Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии
Таблица
Содержание кадмия в органах и выживаемость гепатоцитов крыс через 60 суток применения ДКВ и АК
Группа животных Концентрация кадмия, мг/кг ткани Живые гепатоциты, %
печень почки
Контроль
И + В 0,008+0,001 0,178+0,011 52,2+0,4
Cd + В 0,042+0,004* 0,373+0,006* 37,7+0,2*
Опыт
И + А 0,011+0,001 0,165+0,009 55,5+2,4
Cd + А 0,032+0,003*+ 0,306+0,015*+ 52,5+2,6+
РАСХН. Животных содержали на стандартном рационе ООО «МЭСТ» (ГОСТ Р 50258-92) согласно требованиям «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приложение к приказу МЗ СССР от 12.08.1977 г. № 755). Возраст крыс составлял 11 месяцев, живая масса — 270+25 г.
Хроническое воздействие в антенатальный и постнатальный периоды развития животных моделировали путем замены питьевой воды раствором нитрата кадмия в концентрации 0,1 мг/л, что соответствовало 100 ПДК (ГОСТ 2874-82). Для этого за месяц до спаривания и в течение всего срока беременности родители подопытных крыс получали питьевую воду с кадмием (воздействие в антенатальный период развития). Аналогичный раствор экспериментальные животные получали в течение 11 месяцев постна-тального периода развития.
У интакных и подвергнутых хроническому воздействию кадмия крыс образцы органов отбирали до (исходные данные) и через 60 суток применения ДКВ и аскорбиновой кислоты
Моль/клетку
0,25
0,20
0,15
0,10
0,05
0,00
Исходные значения *
L
JL
Через 60 суток после начала эксперимента
Контроль Опыт
*
I
Cd
и+в
Cd+B
И+А
Cd+A
Рис. 1. Содержание МДА в печени крыс
Здесь и на рис. 2 и в табл.: И - интактные, Сс1 - хроническое воздействие кадмия, В - «чистая» питьевая вода, А - раствор ДКВ и АК
* - различия достоверны относительно интактных животных, р < 0,05; + - относительно контроля; р < 0,05
(опыт). Контролем служили интактные и кон-таминированные животные, получавшие «чистую» питьевую воду. Каждая экспериментальная точка объединяла данные от 3—4 особей. Отбор образцов органов проводили у крыс, усыпленных нембуталовым наркозом, в соответствии с Хельсинской декларацией о гуманном обращении с животными.
В работе применяли антиоксидантный препарат природного происхождения, флавокон (фирмы «Биофлавон», Россия) и аскорбиновую кислоту (фирмы «Serva», Германия). Флавокон был получен из экстракта сибирской лиственницы (Larix sibirica Ledeb) и содержал 90 % дигид-рокверцетина. Данные препараты растворяли в воде в концентрациях: ДКВ — 0,25 мг/мл, аскорбиновая кислота (АК) — 1 мг/мл.
В тканях печени и почек оценивали содержание малонового диальдегида (МДА), металло-тионеина (МТ) и кадмия. Концентрации МДА и кадмия определяли методом спектрометрии [1, 3], а содержание металлотионеинов (МТ) — радиохимическим методом [9], который основан на замещении ионов металлов, хелатированных в МТ, радионуклидом 109Cd. Жизнеспособность гепатоцитов определяли в тесте с трипановым синим. Для этого навеску ткани печени подвергали «мягкой» гомогенизации в фосфатно-соле-
Мг/кг 250 -i
Через 60 суток после начала эксперимента
Контроль
Опыт
Исходные значения
200
150
100
50
0 4
И Cd И+В Cd+B И+А
Рис. 2. Содержание МТ в печени крыс
Cd+A
вом буферном растворе (pH 7,4) при t <^4°С. Го-могенат фильтровали через 2 слоя капроновой сетки и в полученной суспензии подсчитывали количество гепатоцитов, учитывая живые и мертвые клетки по исключению добавленного 0,2 % раствора красителя.
Результаты обрабатывали методом вариационной статистики и различия значений считали достоверными при p < 0,05 [2].
Результаты и обсуждение. При хроническом воздействии кадмия отмечали повышение концентрации МДА в печени крыс (рис. 1). Использование раствора ДКВ и АК снижало уровень МДА в клетках печени интактных и подвергнутых хроническому воздействию кадмия животных при отсутствии существенных отклонений у контроля. В почках подобной реакции не регистрировали (данные не представлены).
Определение содержания МТ в печени крыс, до начала эксперимента, обнаружило достоверное увеличение показателя у животных, подвергнутых хроническому воздействию кадмия (рис. 2). Через 60 суток исследования у контрольных крыс не регистрировали изменения синтеза белка относительно исходных значений. В то же время использование раствора ДКВ и АК приводило к возрастанию уровня МТ в печени как интактных, так и контаминированных животных (р < 0,05).
Хроническое воздействие кадмия характеризуется накоплением металла в органах и тканях. Экспериментальное подтверждение этого нами было получено при определении концентрации металла в органах крыс через 60 суток исследования (табл.). В печени и почках животных, подвергнутых хроническому воздействию токсиканта, содержание кадмия сохранялось в 5 и 2 раза выше, чем у интактных, соответственно. Напротив, использование питьевой воды с ДКВ и АК уменьшало содержание кадмия в почках на 30 %, а в печени на 27 % (р < 0,05).
Полученные результаты демонстрируют увеличение концентрации МДА в тканях печени крыс, подвергнутых хроническому воздействию кадмия, и свидетельствуют об активации интенсивности процесса свободнорадикального пере-кисного окисления липидов. Вероятно, модификация данного процесса обусловлена истощением пула естественных антиоксидантов (аскорбиновой кислоты, токоферола) и снижением активности ферментов (каталазы, глутатион-пероксидазы, супероксиддисмутазы) [15]. Применение питьевой воды с ДКВ и АК достоверно снижало содержание МДА в тканях печени ин-тактных и контаминированных животных. Кроме того, отмечалась индукция синтеза МТ, которые также обладают антиокислительными свой-
ствами [13]. Следовательно, активация окислительных процессов у крыс, индуцированная токсическим действием кадмия, предотвращается использованными препаратами. Необходимо подчеркнуть тот факт, что ДКВ и АК способствовали усилению выведения кадмия из органов крыс и снижению его токсических эффектов. Это подтверждают результаты определения концентрации кадмия в органах и жизнеспособности гепатоцитов, которая достоверно возрастала на 15 % (табл.).
Выводы. 1. Применение ДКВ и АК способствует снижению токсического действия кадмия за счет ингибирования интенсивности свобод-норадикального ПОЛ и индукции синтеза МТ. 2. Отмечается снижение концентрации кадмия в печени и почках, что свидетельствует об усилении его экскреции из организма.
Список литературы
1. Гончаренко М.С., Латинова А.М. Метод оценки перекисного окисления липидов // Лабораторное дело, 1985. — № 1. — С. 60-61.
2. Лакин Г.Ф. Биометрия: Учебное пособие для биол. спец. вузов -4-изд, перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1990. — 352 с.
3. Обухов А.И., Плеханова И.О. Атомно-аб-сорбционный анализ в почвенно-биологических исследованиях. — М.: Изд-во МГУ, 1991. — 184 с.
4. Теселкин Ю.О., Жамбалова Б.А., Бабенко-ва И.В. и др. Антиоксидантные свойства дигидро-кверцетина // Биофизика, 1996. — Т. 41. — № 3. — С. 620-624.
5. Afanas'ev I.B., Dorozhko A.I, Brodskii A.V. et al. Chelating and free radical scavenging mechanisms of inhibitory action of rutin and quercetin in lipid peroxidation // Biochem. Pharmacol, 1989. — V. 38. — P. 1763-1769.
6. Brown J., Khord H., Hider R. et al. Structural dependence of flavonoid interactions with Cu2+ ions: implications for their antioxidant properties // Biochem. J., 1998. - V. 330. — P. 1173-1178.
7. Whalley C. V., Rankin S.M., Hoult J.R. et al. Flavonoids inhibit the antioxidative modification of low density lipoproteins // Biochem. Pharmacol., 1990. — V. 39. — P. 1743-1749.
8. Dudley R.E., Gammal L.M., Klaassen C.D. Cadmium-induced hepatic and renal injury in chronically exposed rats: likely role of hepatic cadmium metallothionein in nephrotoxicity // Toxicol. Appl. Pharmacol., 1985. — V. 77. — P. 414-426.
9. Eaton D.L., ToalB.F. Evaluation of the Cd/Hemoglobin affinity assay for the rapid determination of metallothionein in biological tissues // Toxicol. Appl. Pharmacol., 1982. — V. 66. — P. 134-142.
10. Goering P.L., Waalkes M.P., Klaassen C.D. Cadmium toxicity. In Handbook of Experimental Pharmacology; Toxicology of Metals, Biochemical Ef-
fects (R.A. Goyer and M.G. Cherian, Eds.). SpringerVerlag, New York, 1994. - P. 189-214.
11. Goyer R.A., Cherian M.G. Toxicology of metals: biochemical aspects // In: Handbook of Experimental Pharmacology. New York: Springer-Verlag,. 1995. - V. 115. - P. 189-213.
12. Hussain T., Shukla G, Chandra S. Effects of cadmium on superoxide dismutase and lipid peroxidation in liver and kidney of growing rats: In vivo and in vitro studies // Pharmacology and Toxicology, 1987. — V. 60. - P. 355-358.
13. Klaassen C., Liu J., Choudhuri S. Metallothio-nein: An intracellular protein to protect against cadmi-
um toxicity //Annu Rev. Pharmacol. Toxicol., 1999. — V. 39. - P. 267-294.
14. Sarkar S., Yadav P., Bhatnagar D. Cadmium-induced lipid peroxidation and the antioxidant system in rat erythrocytes: the role of antioxidants // Trace El-em. Med. Biol., 1997. - № 11. - P. 8-13.
15. Schaich K.M. Metals and lipid oxidation. Contemporary issues // Lipids, 1992. — V. 27. — № 3. — P. 209-218.
Переработанный экземпляр статьи поступил в редакцию 14.05.09.
V.O. Kobyalko, E.B. Mirzoyev, O.A. Gubina, N.A. Frolova, A.D. Melnik
IMPACT OF DIHYDROQUERCETIN AND ASCORBIC ACID ON THE CONTENT OF MALONIC DIALDEHYDE AND METALLOTHIONEINS IN THE RATS ORGANISM EXPOSED TO A CHRONIC
EFFECT OF CADMIUM
All-Russian Research Institute of Agricultural Radiology and Agroecology, Russian Academy of Agricultural Sciences, Obninsk
The use of dihydroquercetin and ascorbic acid with rats exposed to a chronic impact of cadmium contributes to the attenuation of metal toxic exposure on account of inhibiting the intensity of free radical lipid peroxidation and induction of metallothioneins syntheses. A lowering of cadmium concentration in liver and kidneys was noted in laboratory animals which testifies the strengthening of its excretion from the their organisms.
УДК 616-008.922.1-008.64-092
О.Н. Олейникова1, Л.М. Макарова1, В.Е. Погорелый1, С.Я. Скачилова2, Л.Н. Сернов2, О.Г. Кесарев2
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ТАУРИНА, ПРОИЗВОДНОГО ЕГО МАГНИЕВОЙ СОЛИ И МАГНИЙ СУЛЬФАТА НА УСТОЙЧИВОСТЬ К ГИПОКСИИ РАЗНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
Пятигорская государственная фармацевтическая академия 2ОАО «Всероссийский научный центр по безопасности биологически активных веществ»,
Старая Купавна, Московская обл.
Проведено изучение антигипоксической активности производного магниевой соли таурина в сравнении с тау-рином и магний сульфатом в дозах 1, 10, 50 и 100 мг/кг. Выявлена способность нового производного магниевой соли таурина повышать устойчивость организма при моделировании гемической, гистотоксической и гиперкап-ническои гипоксии, превосходящая активность таурина и магний сульфата. Полученные данные свидетельствуют о перспективности внедрения производного магниевой соли таурина для профилактики экзогенных интоксикаций, связанных с нарушением кислородного обмена в тканях и органах.
Ключевые слова: гипоксия, антиоксидантная активность, таурин, магниевая соль таурина, магний.
Введение. Известно, что типовым процессом, сопровождающим патологические изменения в организме, являются гипоксии различного генеза. Дефицит кислорода в клетке приводит к нарушению метаболических процессов на клеточном, субклеточном и молекулярном уровнях,
что может повлечь за собой необратимые изменения в организме [1, 2]. В связи с этим очевидна значимость поиска и изучения антигипоксан-тов, повышающих устойчивость организма к кислородной недостаточности. Одним из основных звеньев гипоксического повреждения явля-
