CC BY
16Список литературы
1. Андреева Л.И., Кожемякин Н.А. Кишкун A.A. //Лаб. дело, 1988. - № 11. - С. 41-43.
2. Грубинко В.В., Леус Ю.В. // Гидробиол. журн., 2001. - Т. 37. - № 1.- С. 64-78.
3. Микряков В.Р. Закономерности формирования приобретенного иммунитета у рыб. - Рыбинск, 1991. - 154 с.
4. Микряков В.Р., Балабанова Л.В. и др. Реакция иммунной системы рыб на загрязнение воды токсикантами и закисление среды. - М.: Наука, 2001. -126 с.
5. Перевозников М.А., Богданова Е.А. Тяжелые металлы в пресноводных экосистемах. - СПб.: ГосНИОРХ, 1999. - 228 с.
6. Семенов В.Л., Ярош А.М. // Укр. биохим. журн., 1985. - Т. 57. - № 3. - C. 50-52.
7. Силкина Н.И. Сезонная динамика липидов сыворотки крови и ее связь с иммунологической реактивностью рыб / Автореф.дис...канд. биол. наук. - М., 1988. - 17 с.
8. Силкина Н.И., Микряков В.Р. // Проблемы охраны здоровья рыб в аквакультуре. Ма-тер.конф. - М, 2000. - С. 112-113.
9. Ситковский М.В. // Итоги науки и техники. Сер. биол. Химия, 1979. - Т. 13. - 451 с.
10. Шрейбер В. Патофизиология желез внутренней секреции. - Прага, 1987. - 493 с.
11. Di Giulio R.T., Washburn P.C. et al. //Environ. Toxicol. And Chem., 1989. - V. 8. - P. 11031123.
12. Folch J., Lees M, Stenley G.N. // J. Biol. Chem., 1957. - V. 226. - № 3. - P. 497-09.
13. Fiho W.D. // Braz. J. Med. and Biol. Res., 1996. - V. 29. - № 12. - P. 1735-1742.
14. Ricard A.C., Daniel C. et al. // Environ. Con-tam. and Toxicol., 1998. - V. 34. - № 4. - P. 377381.
15. Romeo M., Bennani N. et al. // Aqual. Toxicol., 2000. - V. 48. -№ 2-3. P. 185-194.
16. Shaffi S.A., Manohar Y.R. et al. // Physiol. Res., 1999. - V. 48. - № 3. - P. 221-226.
17. Sole M., Porte C., Abaiges F. // Sci. TotalEn-vir., 1995. - V. 159. - P. 147-153.
18. Winston G.W. //Compar.biochem. andPhys-iol., 1991. -V. 100. - № 1-2. - P. 173-176.
Материал поступил в редакцию 13.05.05.
N.I.Silkina, V.R.Mikryakov
INFLUENCE OF SUB-LETHAL CONCENTRATIONS OF CADMIUM IONS ON SOME PARAMETERS
OF LIPID EXCHANGE IN FISH
I.D.Papanin Institute of Inland Waters Biology, Russian Academy of Sciences, settlement Borok, Yaroslav Region
Experimental data are reported on influence of sub-lethal concentrations of cadmium ions on fish. It leads to the increase of common lipids, shift of lipid fractions, activation of the process of lipid peroxidation and decrease of antioxidants in blood serum and tissues of liver, spleen and kidneys in carps. The dependence of indicators under investigation on the type of tissue and exposure time was shown.
УДК [615.31:546.3].099.015.1:615.357.814.3
К.С.Эльбекьян*
ВЛИЯНИЕ МЕЛАТОНИНА НА БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТОКСИЧНОСТИ
СОЛЕЙ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ПРИ ВНУТРИБРЮШИННОМ ВВЕДЕНИИ КРЫСАМ
Ставропольская государственная медицинская академия
Эпифизарный гормон мелатонин, за счет своих антиоксидантных и хелатирующих свойств, способен ослаблять определенные сдвиги биохимических показателей периферической крови крыс, вызываемые действием комплекса солей тяжелых металлов.
Ключевые слова: тяжелые металлы, антиоксидантная система, мелатонин.
Введение. Учитывая все возрастающие масштабы применения металлсодержащих ксенобиотиков, их высокую токсичность, способ-
* Фрагмент диссертационной работы
ность накапливаться в организме человека, оказывать вредное влияние даже в сравнительно низких концентрациях, данные химические загрязнители среды должны быть отнесены к числу важнейших [4].
Среди многочисленных «мишеней» тяжелых металлов свободные радикалы и противостоящие им антиоксидантные системы занимают особое положение, т.к. нарушение баланса между образованием и гашением свободных радикалов обычно приводит к развитию окислительного стресса.
С другой стороны, современные данные свидетельствуют, что основной гормон шишковидной железы мелатонин наряду с прочими свойствами проявляет четкую антиоксидантную активность [1]. В связи с этим представляется важным изучить состояние ферментативной и неферментативной антиоксидантной систем крови в условиях введения смеси солей тяжелых металлов, обнаруженных в почве и питьевой воде г. Ставрополя, и ее коррекцию мелатонином.
Материалы и методы исследования. Опыты выполнены на 40 белых беспородных крысах-самцах массой 110-150 г (в марте месяце). Животные были разделены на 4 группы. 1-я группа (контрольная) получала физиологический раствор внутрибрюшинно. Во 2-ю группу вошли животные, которым вводили смесь солей ТМ. Модель хронической интоксикации создавали путем внутрибрюшинного введения изучаемой комбинации металлов в течении 10 дней ежедневно. Соотношение доз металлов в комбинации приблизительно соответствовало среднему соотношению в атмосферном воздухе и питьевой воде г. Ставрополя: К2Сг207 — 17,85 мг/кг МпС12 ■ 7Н20 - 20,4 мг /кг, №804 - 14,7 мг/кг, РЬ(СООН)2 - 36 мг/кг ; FeSO4 • 7Н20 - 565,95 мг/кг; С^О4 • 5Н2О -51,9 мг/кг ■ 7Н2О -
8,85 мг/кг. В 3-ей группе использовали мелатонин в дозе 0,1 мг/кг, внутрибрюшинно в течение 10 дней в вечернее время суток. Животным 4-й группы ТМ вводили утром, а вечером (18 ч) мелатонин.
Крыс содержали в условиях вивария при естественном освещении и максимальной стан-
дартизации температурного и пищевого режима со свободным доступом к воде и еде. херез 10 дней в периферической крови определяли следующие показатели: активность двух основных ферментов антиоксидантной защитной системы - каталазы (КАТ) [2] и супероксиддисмута-зы (СОД) [3]; активность маркеров повреждения внутренних органов - аланинаминотран-сферазы (АЛТ) и аспартатаминотрансферазы (АСТ), а также содержание в сыворотке крови общего белка, мочевины, билирубина и р-липо-про теи нов с по мо щью об ще при ня тых ла бо ра -торных методов. Полученные результаты подвергали вариационной статистической обработке с использованием критерия Стьюдента.
Результаты и обсуждение. Десятидневная затравка крыс изучаемой комбинацией металлов привела к развитию интоксикации, признаками которой, как видно из приведенных данных (табл.), явились статистически значимые сдвиги в ферментативной (повышение активности АЛТ и падение уровня СОД и КАТ) и неферментативной (снижение содержания р-ли-попротеинов) системах. В то же время количество билирубина и мочевины практически не отличалось от величин, которые были получены у крыс контрольной группы.
Изменение биохимических показателей при использовании мелатонина в изучаемой дозе имело разнонаправленный характер: с одной стороны, достоверно повышалась активность каталазы (с 5,34+0,17 до 7,71+0,36, р < 0,01) и билирубина (15,39+0,01 против 14,02+0,2), а с другой отмечалось снижение содержания АЛТ (с 0,186+0,02 до 0,120+0,026, р < 0,01), р-липо-протеинов (0,87+0,05 до 0,48+0,09, р < 0,01).
При использовании мелатонина на фоне затравки комбинацией солей металлов обнаружилось заметное увеличение содержания каталазы и падение содержания АСТ (табл.) по отношению к показателям контрольной группы крыс.
Таблица
Влияние смеси солей тяжелых металлов (СТМ) и мелатонина на некоторые биохимические показатели состояния организма в периферической крови крыс
Билирубин, мкмоль/л Мочевина, моль/л Общий белок, г/л ß-Липопро-теины, г/л ACT, МЕ/л АЛТ, МЕ/л СОД, МЕ/мл Катал аза, МЕ/л
Физ. р-р 14,02±0,2 5,7±0,51 64,3±1,7 0,87±0,05 0,199±0,01 0,18±0,02 325±13,3 5,34±0,17
СТМ 14,1 ±0,46 5,26±0,6 58,5±3** 0,56±0,1 0,213±0,05 0,24±0,012** 216,2±8,47* 3,1±0,1**
Мелатонин 15,39±0,01* 5,22±0,5 59,5±3,08 0,48±0,09* 0,202±0,01 0,12±0,02* 279±21,6 7,71±0,36**
СТМ + Мелатонин 13,65±0,03 4,27±0,3 55,9±2,4 0,94±0,08# 0,172±0,0#* 0,17±0,02# 335±15,2# 7,2+0,1#*
Примечание. Изменение показателя статистически значимо (р < 0,01):# - с группой «комбинация металлов»; * - с группой «физ. р-р», ** - при р < 0,001
При сравнении этих показателей с величинами, полученными у животных, которым вводили смесь солей тяжелых металлов, было установлено, что активность АСТ и АЛТ снижается, а СОД и КАТ имела тенденцию к повышению. Со стороны неферментативной системы заметные сдвиги найдены только в уровне в-липопротеи-нов (0,94±0,08 против 0,56±0,1, р < 0,01).
В целом, полученные данные свидетельствуют о благоприятном влиянии мелатонина на дисбаланс показателей антиоксидантной защиты, обусловленный интоксикацией солями тяжелых металлов. Согласно полученным нами данным, умеренная гиперактивность (1,5 раза больше, чем в контрольной группе) индикаторного цитолитического фермента АЛТ может указывать на нарушение структуры мембран. Изменение целостности мембран способствует увеличению продукции О2-. В этом случае гене-ра ция су пе рок сид ных анио нов воз ра ста ет и возникает угроза токсического поражения организма за счет действия активных форм кислорода [5, 6, 10].
Внутрибрюшинное введение смеси солей тяжелых металлов сопровождалось снижением активности СОД и КАТ, являющимися ключевыми антиоксидантными ферментами, что соответствует данным литературы. Так, повышению содержания свинца сопутствовали снижение активности СОД и более высокий уровень перекисного окисления липидов (ПОЛ) [6]. В условиях in vitro добавление свинца вызывало ингибирование активности СОД, КАТ и глута-тиопероксидазы (ГП) в эритроцитах периферической крови, подчеркивая важную роль окислительного стресса в свинцовой интоксикации [6, 10]. На развитие окислительного стресса указывает и зарегистрированное нами снижение содержания в-липопротеинов.
Согласно полученным результатам, при со-четанном введении мелатонина негативное влияние ТМ ослабевало. Активность АЛТ сни-жа лась и при бли жа лась к нор ме, СОД и КАТ восстанавливали свою активность. Следовательно, можно предположить, что действие мелатонина направлено на защиту антиоксидантной системы клеток, с его способностью непосредственно связывать свободные радикалы. Так, в экспериментах in vivo и in vitro было показано, что мелатонин обладает значительно более выраженной активностью, чем такие мощные внутриклеточные антиоксиданты как глю-татион и витамины Е и С [11]. Такая высокая антиоксидантная эффективность мелатонина не может быть объяснена только способностью мелатонина прерывать процесс липидной пе-роксидации путем инактивации радикала ROO. Возможно, что она может включать в себя еще и инактивацию радикала ОН- , являющегося од-
ним из инициаторов процесса ПОЛ [7, 9]. Помимо высокой антиоксидантной активности, ряд авторов указывают на хелатирующие свойства мелатонина, которые выражаются в его способности образовывать прочные комплексы с такими металлами как Cu, Fe, Zn, Pb [9].
Заключение. Резонно полагать, что накапливаясь, тяжелые металлы приводят к изменению активности ферментов, нарушают целостность клеточных мембран, стимулируют перекисное окисление липидов, а мелатонин за счет своих антиоксидантных, хелатирующих свойств способен ослаблять их токсическое действие.
Список литературы
1. Арушанян Э.Б. Современные аспекты хронофизиологии и хронофармакологии (итоги 20-летнего научного поиска). - Ставрополь: СГМА, 2004. - С. 20-23.
2. Королюк М.А., Иванова Л.И., Майорова И.Г. и др. Метод определения активности каталазы // Лаб. дело, 1988. - № 1. - С. 16-18.
3. Макаревич О.П., Голиков П.П. Активность супероксиддисмутазы крови в острый период различных заболеваний // Лаб. Дело, 1983. - № 6. -С. 24-27.
4. Трахтенберг И.М., Колесников В.С., Луко-венко В.П. Тяжелые металлы во внешней среде (современные гигиенические и токсикологические аспекты). - Минск: Наука и техника, 1994. - 285 с.
5. El-Missiry M.A. Prophylactic effect of melatonin on lead-induced inhibition of heme biosynthesis and deterioration of antioxidant systems in male rats //J. Biochem. Mol. Toxicol, 2000. - V. 4. - P. 57-62.
6. Ito Y., Niiya Kurita H., Shima S. et al. Serum lipid peroxide level and blood superoxide dismutase activity in workers with occupational exposure to lead //Int. Arch. Occup. Environ Health, 1985. - V. 56. -Р. 119-127.
7. Pablos M.I., Agapito M.T., Gutierres R., et al. Melatonin stimulates the activity of the detoxifying enzyme glutathione-peroxides in several tissues of chicks // J. Rineal Res., 1995. - V 9. - Р. 111-115.
8. Parmar P.,Limson J.,Nyokong T. et al. Melatonin protects against copper-mediated free radical damage //J. Pineal Res., 2002. - V. 4. - Р. 237-242.
9. Reiter R.S., Melchiorri D., Sewerynek E. etal. A review of the evidense supporting melatonin's role as an antioxidant// J. Pineal Res., 1995. - V. 8. - Р. 2-11.
10. Sugawara E., Nakamura K., Miyake T. et al. Lipid peroxidation and concentration of glutathione in erythrocytes from workers exposed to lead // Br. J. Ind.. Med., 1991. - V 8. - P. 239-242.
11. SusaN., Ueno S., Furukawa Y. etal. Potent protective effect of melatonin on chromium (VI)-induced DNA single-strand breaks, cytotoxicity, and lipid peroxidation in primary cultures of rat hepatocytes // Toxicol. Appl. Pharmacol., 1997. - V. 2. - Р. 377-384.
Материал поступил в редакцию 31.03.05.
K.S.Elbekyan
IMPACT OF MELATONIN ON BIOCHEMICAL INDICATORS OF TOXICITY OF HEAVY METALS SALTS AT INTRAPERITONEAL ADMINISTRATION TO RATS
State Medical Academy of Stavropol
For account of its antioxidant and chelate properties, epiphyseal hormone melatonin is able to weaken certain shifts in biochemical indicators of peripheral blood in rats induced by the action of complexes of heavy metals salts.
УДК 576.31:616-43:613.633
Л.Т.Базелюк
ОЦЕНКА ЦИТОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ В ЭНДОКРИННЫХ ОРГАНАХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ ПРИ КОМПЛЕКСНОМ
ВОЗДЕЙСТВИИ УГОЛЬНО-ПОРОДНОЙ ПЫЛИ И ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ
Национальный центр гигиены труда и профзаболеваний МЗ РК, Караганда, Республика Казахстан
При сочетанном действии в течение 4-х месяцев угольно-породной пыли и физической нагрузки наблюдается быстрый выход пылевых частиц в кровеносное русло, а также сдвиги в кислотно-щелочном равновесии в крови и в клетках эндокринных органов, что приводит к пониженной функций мозгового вещества надпочечников и щитовидной железы.
Ключевые слова: пыль, физическая нагрузка, бронхиальный лаваж, клетки эндокринных органов.
Введение. Систематически проводимые мероприятия по улучшению условий труда, внедрение новой техники изменили характер и степень воз дей ствия вред ных про из вод ствен ных факторов. В условиях длительного воздействия профессиональных вредных агентов относительно небольшой интенсивности возникновение или отсутствие заболеваний в значительной мере определяется состоянием адаптивных систем. На первый план выдвинулись стертые, латентные и легкие проявления профессиональной патологии. Этим и объясняется возросший в последние годы интерес к органам внутренней секреции в условиях современного производства, роль которых в приспособлении к вредным воздействиям общеизвестна [1, 2].
Наблюдение последних лет свидетельствуют о том, что профессиональные вредности могут быть факторами риска и способствовать развитию некоторых эндокринных заболеваний, в силу этого они заслуживают внимания и у представителей классической эндокринологии [3-6].
Клетки эндокринных органов являются наиболее чувствительными к действию различных экопроизводственных факторов. Данной информации в литературе мы не встречали.
В связи с этим целью нашей работы явилось изучение цитоморфологических показателей клеток бронхоальвеолярного лаважа, гипофиза, щитовидной, околощитовидной, поджелудоч-
ной железы и надпочечников при совместном действии угольно-породной пыли (УПП) и физической нагрузки (ФН) на экспериментальных животных.
Материалы и методы исследования. Эксперимент проведен на 19 беспородных крысах-самцах (массой 200-230 г). Первая группа -контроль, 2-ая группа - эксперимент. Экспери-мен таль ным жи вот ным под сла бым эфир ным наркозом через ротовую полость в просвет трахеи вводили металлическую воронку и через нее в дыхательные пути вводили 1 мл физиологического раствора со взвесью 50 мг пыли, собранной на шахте «Шахтинская». Пыль содержала кварцевую фракцию (7,2-10,7%), витринит (63%), семивитринит (4%), фюзенит (11%), железо (0,79%), марганец (0,06%). Размер пылевых частиц составил 1-2 мкм (95%). Экспериментальным животным после затравки проводили физические нагрузки в течение 4 месяцев. Дозированная ФН создавалась на горизонтальном тредбане со скоростью движения беговой дорожки 20 м/мин., что соответствовало средней ФН по 2 ч 5 раз в неделю [7].
Для цитоморфологических исследований брали бронхоальвеолярный лаваж (БАЛ), для чего вскрывали мышцы передней поверхности шеи под слабым эфирным наркозом, выделяли трахею и вводили в ее просвет стальную иглу, которую фиксировали лигатурой. херез иглу в
