CC BY
9
и 0,001; 0,01 и 0,1 мг/кг соответственно. Функциональное состояние организма животных оценивали на 3, 10 и 30-е сутки, а затем ежемесячно в течение 6 мес. Регистрировали следующие показатели: количество эритроцитов, гемоглобина и лейкоцитов в крови, активность аланин- и аспартатамино-трансферазы, щелочной фосфатазы и лактат-дегидрогеназы в сыворотке крови. Вели постоянное наблюдение за общим состоянием и динамикой массы белых крыс, оценивали двигательную активность животных. В конце эксперимента изучали гонадотоксическое действие препарата по показателям подвижности сперматозоидов, их количества, кислотной и осмотической устойчивости [1]. Определяли также коэффициенты относительной массы внутренних органов животных.
Результаты исследований показали, что арбидол в дозах 0,02 и 0,2 мг/кг и тиофенол в дозах 0,01 и 0,1 мг/кг оказывали сходное действие на организм лабораторных животных, вызывая достоверные изменения количества лейкоцитов в крови, активности аланин- и аспартатаминотрансферазы, лактатдегидрогеназы сыворотки крови, увеличение коэффициентов относительной массы почек. У животных, получавших препараты в максимальных дозах, кроме того, увеличивались количество гемоглобина в крови, активность щелочной фосфатазы сыворотки крови: возрастала двигательная активность. Воздействие средней дозы тиофе-нола сопровождалось колебаниями содержания гемоглобина в крови и увеличением двигательной активности животных, арбидола — снижением активности щелочной фосфатазы сыворотки. Гонадотоксическое действие препараты практически
не оказывали. В эксперименте отмечено лишь некоторое снижение осмотической устойчивости сперматозоидов в группах животных, получавших максимальные дозы арбидола и тиофенола. Дозы арбидола 0,002 мг/кг, а тиофенола —
0.001.мг/кг оказались недействующими в условиях хронического эксперимента по всем показателям.
В специальных исследованиях оценивали эм-бриотоксическое действие тиофенола [2]. Установлено, что в дозах 0,1 и 1,0 мг/кг тиофенол оказывает эмбриотоксическое действие. Недействующая доза по этому виду эффекта определена на уровне 0,01 мг/кг.
Сопоставление полученных ранее результатов гигиенической оценки арбидола и тиофенола и результатов хронического опыта позволяет рекомендовать ПДК арбидола в воде водных объектов на уровне 0,04 мг/л по санитарно-токсико-логическому признаку вредности, класс опасности 3-й, ПДК тиофенола — 0,002 мг/л по органолеп-тическому признаку вредности, класс опасности 3-й.
Литература
1. Методические указания по изучению гонадотоксического действия химических веществ при гигиеническом нормировании в воде водоемов.— M., 1981.
2. Методические указания по изучению эмбриотоксического действия химических веществ при гигиеническом обосновании их ПДК в воде водных объектов.— М., 1984.
Поступила 24.06.93
Summary. Maximum allowable concentrations (MAC) for Arbidole and thiophenoi in water were substantiated. MAC of this substances accordingly are (mg/dm3): 0.04 and 0.002.
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1994 УДК 613.31:546.771-074
А. С. Н азу кик, Л. В. Пестова, Е. В. Зайцева
ВЛИЯНИЕ МАЛЫХ ДОЗ МОЛИБДЕНА НА ПРОЦЕССЫ БИОЭНЕРГЕТИКИ И ОБМЕНА АДЕНИЛОВЫХ НУКЛЕОТИДОВ
Медицинский научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промышленных предприятий, Екатеринбург
Молибден (Мо) — политропный микроэлемент, участвующий в различных метаболических процессах: цикле пуриновых нуклеотидов (ЦПН) в составе ксантиноксидазы; его содержат в качестве кофактора сульфат и альдегидоксидаза. Следова: тельно, многие метаболические реакции являются Мо-зависимыми. Попадая в организм человека и животных, молибден оказывает влияние на углеводный, фосфорно-кальциевый обмен [4], снижает содержание БН-групп в сыворотке крови [3]. Токсическое действие молибдена сопровождается морфологическими изменениями в органах и тканях. Молибден проявляет эмбриотоксический и мутагенный эффекты.
Техногенное загрязнение окружающей среды, в том числе водоисточников, наличие природных молибденовых геохимических провинций определяет гигиенический интерес к этому металлу не только как к одному из биологически активных элементов, но и как к веществу, обладающему токсическими свойствами.
При оценке возможного неблагоприятного дей-
ствия на организм молибдена, как и других элементов, относящихся к группе тяжелых металлов, одно из центральных мест занимает установление механизма развития начальных стадий интоксикации. При этом приобретает значение дифферен-цировка изменений с точки зрения донозоло-гической диагностики интоксикации. Решение этой задачи и было положено в основу настоящих исследований.
Экспериментальная модель создавалась путем длительной (в течение 3 мес) затравки белых беспородных крыс массой 150—200 г молибденом, поступающим в организм в виде водорастворимого соединения с питьевой водой в токсической и пороговой дозах (2,5 и 0,25 мг на 1 кг массы соответственно) [2, 7]. В динамике у животных брали кровь на биохимические исследования. В выделенной сыворотке определяли активность аспартатаминотрансферазы — ACT (КФ 2.6.1.1), аланинаминотрансферазы — АЛТ (КФ 2.6.1.2) [5], содержание мочевины [9], мочевой кислоты [12]. Через 3 мес животных
Таблица 1
Биохимические показатели сыворотки крови белых беспородных крыс при водной затравке молибденом (М±т)
Период затравки
Доза Мо, мг/кг
ACT, мкмоль/(л-мин)
АЛТ. мкмоль/(л-мин)
Мочевина, ммоль/л
1-й месяц Контроль 249± 16 132±12 4,1 ±0,2
0,25 244±13 !26±9 5,5±0,3*
2,5 230±9 127±7 4,7 ±0,2*
2-й месяц Контроль 233±9 169±8 4,1 ±0,1
0,25 247±19 161 ±7 4,&±0,2*
2,5 201 ±6* 150±8 4,3±0.1
3-й месяц Контроль 260±9 160±Н 4,5±0,2
0,25 217±10* 221±14* 3,0-4-2,0*
2,5 234±13 178±16 4,4±0,1
Примечание. Здесь и в табл. 2, 3: звездочка — достоверное различие с контролем (р^0,05).
забивали и исследовали ткань печени, почек и сыворотку крови. Митохондрии и надмитохонд-риальный супернатант печени и почек выделяли методом дифференциального центрифугирования на холоду по общепринятой методике в градиенте сахарозы.' В супернатанте определяли активность ACT, АЛТ, глутатионредуктазы (КФ 1.6.4.2) [Ю], лактатдегидрогенаэы — ЛДГ (КФ 1.1.1.27) [8], сукцинатдегидрогена-зы — СДГ (КФ 1.3-99.1), малатдегидроге-назы — МДГ (КФ 1.1.1.37.) [6], 5'-нуклео-тидазы (КФ 3.5.4.6.) [11].
В митохондриях определяли активность ACT, АЛТ, глутаматдегидрогеназы (ГДГ) в сторону окислительного дезаминирования глутаминовой кислоты (КФ 1.4.1.3.) [6], СДГ, МДГ. Кроме показателей, которые определяли в динамике в сыворотке крови по окончанию опыта изучали активность аденозинмонофосфатдезаминазы — АМФ-дезаминазы (КФ 3.5.4.6.) [1], ЛДГ и 5'-нуклеотидазы. Активность ферментов выражали на 1 г белка. Белок определяли по методу Лоури.
Анализ результатов исследований показал, что изменение изучаемых показателей по степени выраженности эффекта при действии токсической и пороговой доз молибдена происходило неоднозначно. Так, при поступлении с питьевой водой Мо в дозе 0,25 мг/кг на 1-м месяце затравки в сыворотке крови подопытных животных повышалось содержание мочевины, а к концу 3-го месяца ее количество снижалось ниже контрольного уровня. В то же время начиная с 3-го месяца и до момента забоя у животных данной группы была достоверно выше активность АЛТ и ниже активность ACT, чем в контроле.
У животных, получавших молибден в дозе 2,5 мг/кг, на 2-м месяце от начала затравки содержание мочевины в сыворотке крови не изменялось, но обнаруживалось снижение актив-
ности ACT с нормализацией данного показателя к 3-му месяцу (табл. 1). Вероятно, молибден на уровне минимальной из указанных доз стимулировал орнитиновый цикл мочевинообразо-вания с последующим его угнетением. Это происходило на фоне повышения активности АЛТ, что не исключает определенных изменений в гепатоцитах.
В надмитохондриальном супернатанте (с/н) печени животных Мо в дозе 0,25 мг/кг инги-бировал по сравнению с контролем- активность МДГ, ЛДГ, АЛТ, ACT, а также повышал активность СДГ. Наряду с этим активность 5'-нуклеотидазы увеличивалась на 43 % В ¿ыво-ротке крови содержание мочевой кислоты было достоверно выше, чем в контроле. Наряду с этим по сравнению с контролем была выше активность АЛТ, АМФ-дезаминазы и 5'-нуклеоти-дазы (табл. 2). В с/н почек активность АЛТ и глутатионредуктазы оказалась достоверно ниже, чем в контроле.
В группе животных, получавших молибден в дозе 2,5 мг/кг, в с/н печени отмечали снижение активности МДГ, ЛДГ, однако активность СДГ была выше на 60 %, 5'-нуклеотидазы — на 43 %, чем в контроле. В с/н почек тех же животных активность глутатионредуктазы была достоверно ниже, чем в контроле. В сыворотке крови активность АМФ-дезаминазы составила 134 %, ACT — 126 %, 5'-нуклеотидазы — 184 % от контрольного уровня.
Мы полагаем, что в дозе 2,5 мг/кг молибден проявляет общетоксические свойства и эффект его как микроэлемента нивелируется ответом организма на интоксикацию. При этом, по-видимому, имеет место общетоксический эффект. В свою очередь доза металла 0,25 мг/кг проявляет действие в большей степени на уровне гепатоцита. Об этом свидетельствуют печеночные пробы — снижение уровня мочевины и повышение активности АЛТ в сыворотке крови. Активация процесса
Таблица 2
Показатели сыворотки крови крыс в конце 3-го месяца затравки молибденом (М±т)
Доза Мо, мг/кг ACT. мкыоль/ /(л-мин) АЛТ, мкмоль/ /(л-мин) ЛДГ. кмоль/ /(ел) АМФ-деза-мипаза. усл. ед. S'-нуклсо- тидаза, мкг/(мл-ч) Мочевина, ммоль/л Мочевая кислота, мг/л
Контроль 170± 12 1 10±10 1610± 144 63,0±8,4 303±32 4,2±0,2 8,31 ±0,6
0,25 191 ± 13 104±13 1724+78 81,6±6,9* 437±41* 4,3±0,45 10,2+0,7*
2,5 214± 13* 131+8* 1503±63 84,5±4,9* 559±76* 5,0±0,4* 8,6±0,7
2 Гиг. и санитария № 1 —9-
катаболизма адениловых нуклеотидов проявляется в повышении активности 5'-нуклеотидазы с/н печени, АМФ-дезаминазы и в увеличении содержания мочевой кислоты в сыворотке крови. Вероятно, экзогенный молибден в дозе 0,25 мг/кг вмешивается в цикл пуриновых нуклеотидов на уровне ксантиноксидазы, которая содержит данный микроэлемент в качестве кофактора. Снижение активности ACT в сыворотке крови можно объяснить за счет снижения аналогичного показателя в с/н печени. Для АЛТ прослеживается та же закономерность, что и для ACT в с/н печени, несмотря на повышение данного показателя в сыворотке крови. Очевидно, это связано с повреждением внешней мембраны гепатоцитов и выходом в кровь индикаторных ферментов. По-видимому, молибден в этой дозе блокирует анаэробный гликолиз, что выражается торможением ЛДГ-реакции в сторону образования молочной кислоты из гшру-вата. Снижение активности трансаминаз печени приводит к дефициту пирувата и щавелево-уксусной кислоты (ЩУК). Дефицит ЩУК усугубляется снижением активности МДГ-реакции. Однако на фоне снижения активности МДГ возрастает активность СДГ. Следовательно, металл в дозе 0,25 мг/кг вызывает торможение пири-динзависимого звена и активацию флавинзависи-мого, что энергетически менее выгодно. Снижение глутатионредуктазной активности на фоне снижения содержания свободных SH-групп свидетельствует о снижении пула восстановленных эквивалентов и вовлечении системы антиоксидантной защиты. Снижение активности трансаминаз в с/н печени, а также снижение активности МДГ-реак-ции затрагивают челночные механизмы доставки протонов и электронов на митохондрии, что в свою очередь затрудняет передачу электронов на кислород. Возникший энергодефицит сопровождается повышением активности АМФ-дезаминазы, 5'-нуклеотидазы, что еще больше уменьшает пул макроэргов.
У животных, получавших молибден в дозе 2,5 мг/кг, развиваются сходные метаболические сдвиги, однако изменения азотистого метаболизма выражены в значительно меньшей степени. Увеличение активности АМФ-дезаминазы и 5'-нуклеоти-дазы на фоне нормального содержания мочевой кислоты свидетельствует о более тяжелой ситуации, сопровождающейся развившимся дефицитом АТФ. Нетрудно заметить, что в дозе 2,5 мг/кг специфическое действие молибдена выражено в меньшей степени, однако отчетливо просматривается токсический эффект металла.
Таким образом, для донозологической диагностики хронической интоксикации молибдена в качестве критериев необходимо учитывать не отдельно взятые чувствительные тесты, а степень нарушения метаболических процессов, так как в течение затравки изменения могут носить фазовый, а иногда и разнонаправленный характер. Изучаемые показатели биоэнергетики и обмена адениловых нуклеотидов позволяют выявить первичные нарушения в метаболической цепочке, проследить механизм развития ранних стадий интоксикации на примере специфических эффектов металла. К числу таковых можно отнести следующие метаболические сдвиги: торможение анаэробного гликолиза, активацию флавинзависимого и угнетение пиридинзависимого звена, активацию катаболизма адениловых нуклеотидов, активацию с последующим угнетением цикла мочевины, снижение пула восстановленных эквивалентов, угнетение активности малат-аспартатного шунта. Гепа-тотоксический эффект с выходом в кровь индикаторных ферментов может служить критерием развившейся интоксикации.
Литература
1. Акопян Ж. И., Горкин В. 3. // Успехи соврем, биол.— 1973,—Т. 76, № 1.— С. 54—67.
2. Асмангулян Т. А. // Гиг. и сан,— 1965.— № 4,— С. 6—11.
3. Вальчук Н. К. // Там же.— 1976.—№ 7,— С. 109—110.
4. Вредные вещества в промышленности / Под ред. Н. В. Лазарева, И. Д. Гадаскиной,—Л., 1977.— Т 3.—С. 500.
5. Делекторская J1. Н. // Унификация лабораторных методов исследования / Под ред. В. В. Меньшикова,— М., 1978.— Вып. 8.— С. 83—89.
6. Методы биохимических исследований / Под ред. М. И. Прохоровой,— Л., 1982,— С. 210—212; 219—222; 250—252.
7. Надеенко В. Г., Ленченко В. Г. 11 Гиг. и сан,— 1977.— № а— С. 7—11.
8. Bergmeyer И. U., Bernt Е., Hess В. // Methods of Enzymatic Analysis.— New York, 1965.—Vol. 7,— P. 736—743.
9. Grocker С L. 11 Amer. J. med. Technol.— 1967,— Vol. 33.- P. 361.
10. Horn F. // Methods of Enzymatic Analysis.— New York, 1965.— Vol. 7,— P. 876—881.
11. Lowry О. H., Lopez S. A. // J. biol. Chem. - 1946.— Vol. ¡62, N 2.— P. 421—423.
12. Trinder P. U Amer. clhr Biochem.--1969.—Vol. 6.— P. 24.
Поступила 31.08.93
Summary. A mechanism of chronic molybdenum (Mo) intoxication development at doses 0.25 and 2.5 mg/kg is studied. Mo in these doses can change bioenergetic processes and adenine nucleotide metabolism. Criteria for early diagnosis of Mo effect on organism are suggested.
