CC BY-ND
23
Ш №11 (Ш
45
с а
3
ВЛИЯНИЕ НИТРАТА МЕТИЛРТУТИ НА ИЗМЕНЕНИЕ АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ ОРГАНИЗМА
М.Е. Куксенко1, В.В. Внуков2
INFLUENCE OF NITRATE METILMERCURY ON CHANGE ANTIOXIDANT OF PROTECTION OF THE ORGANISM M.E. Kuksenko, V.V. Vnukov 'ГБОУ ВПО «Ростовский Государственный медицинский университет», г. Ростов-на-Дону; 2ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет», г. Ростов-на-Дону
Рассмотрены вопросы изменения антиоксидантной системы плазмы крови, эритроцитов и ткани печени в ответ на пероральное поступление металлоорганического производного ртути — нитрата метилртути. Показано, что при отравлении происходят разнонаправленные изменения активности высокомолекулярных (ферментативных) и снижение содержания низкомолекулярных антиоксидантов. Ключевые слова: окислительный стресс, антиоксиданты, соединения ртути, отравление. This article is devoted to the issue of the change of antioxidant system of blood plasma, erythrocytes and a liver fabric of rats in reply to poisoning with of nitrate metilmercury. It is shown that toxicant leads to expressed changes antioxidant systems: to activity change antioxidants enzymes and to decrease in the maintenance of low-molecular antioxidants.
Keywords: oxidative stress, antioxidants, derivative of mercury, a poisoning.
Загрязнение окружающей среды ртутью, в частности ее органическими производными — одна из актуальных проблем современного мира, потому что как сам металл, так и его производные являются высокотоксичными соединениями [2].
Соединения ртути отличаются широким спектром патологических реакций и большим разнообразием проявлений токсического действия, зависящим от природы токсиканта, пути поступления в организм, концентрации и длительности экспозиции [3]. Ртуть и ее производные преимущественно поражают нервную и выделительную системы. При острых отравлениях наблюдаются симптомы атаксии, анорексии, нарушение в работе сенсорной системы, кома. Хронические отравления сопровождают -ся астеновегетативным синдромом с отчетливым ртутным тремором, неустойчивым пульсом, психическими нарушениями. В организме человека задерживается примерно 80 % вдыхаемых паров металлической ртути. В желудочно-кишечном тракте органические производные ртути всасываются на 90—95 %, тогда как неорганические — на 5—10 %. Некоторые соединения ртути способны проникать в организм через кожные покровы. Ртуть принадлежит к числу тиоловых ядов, блокирующих сульфги-дрильные группы белковых соединений и соответственно нарушающих белковый обмен и ферментативную активность тканей организма. Предполагают, что токсическое действие металлоорганических производных ртути реализуется и за счет развития окислительного стресса, возникающего вследствие разрыва связи «металл-углерод», в процессе дезалкилирования токсикантов, что приводит к образованию свободных радикалов [2].
Цель настоящей работы — исследование действия металлоорганического производного ртути (нитрата метилртути) на состояние антиоксидантной системы (АОС) в тканях животных при пероральном пути поступления в концентрации, вызывающей клинические признаки ртутного отравления.
Исследование проводилось на белых беспородных крысах обоего пола. В ходе эксперимента животные находились под ежедневным наблюдением: отмечалось их поведение, потребление корма и воды, состояние волосяного покрова и слизистых оболочек, изменения веса животных. Объектами исследования послужили плазма крови, 1 %-й гемолизат эритроцитов и гомогенат ткани печени. Животные были разделены на две группы: Контрольная, в которой проводилось внутрижелудочное введение дистиллированной воды, и Опытная, в которой вводился токсикант в дозе 0,75 мг/кг, вызывающей начальные признаки ртутной интоксикации (атаксия и анорексия) [1]. Опытная
группа, в свою очередь, была разделена на две подгруппы. У 1 подгруппы производилось взятие материала через 24 ч после введения токсиканта (1-е сутки), что соответствует первому ответу организма на действие соединений ртути. У 2 подгруппы — через 120 ч (5-е сутки), когда происходит практически полное перераспределение ртути в органах и тканях организма [1]. Состояние АОС оценивалось по активности ферментативных антиоксидантов (АО): супе-роксиддисмутазы (СОД) в гемолизатах эритроцитов и гомогенатах ткани печени; каталазы в плазме крови, гемо-лизатах эритроцитов и гомогенатах ткани печени; окси-дазной активности церулоплазмина (ЦП) в плазме крови. Определялось содержание неферментативных АО в плазме крови: мочевой кислоты (МК) с помощью стандартного набора реактивов «МОЧЕВАЯ КИСЛОТА-НОВО», производства ЗАО «Вектор БЕСТ» (Россия) и мочевины — с помощью стандартного набора реактивов «ЭКОлаб-Мочевина», производства ЗАО «ЭКОлаб» (Россия).
Исследования по действиям нитрата метилртути на показатели АОС представлены в таблице.
После введения нитрата метилртути в 1-е сутки эксперимента в плазме крови наблюдалось снижение активности каталазы и содержания мочевины и мочевой кислоты на 44, 19 и 24 % соответственно, оксидазная активность ЦП была на 23 % выше контрольных значений. В гемоли-зате эритроцитов отмечалось снижение активности СОД на 48 % и повышение активности каталазы на 22 % в сравнении с контролем. В гомогенате ткани печени наблюдалась тенденция к снижению активности СОД на 19 % (0,05 < р < 0,1) и достоверное увеличение активности каталазы на 56 % по сравнению с контролем.
На 5-е сутки эксперимента, в сравнении с первыми, в плазме крови активность каталазы и содержание мочевины увеличились на 55 и 17 % соответственно, оксидазная активность ЦП снизилась; данные показатели достоверно не отличались от контрольных значений; содержание МК уменьшилось на 43 % по сравнению с первыми сутками эксперимента и на 56 % — в сравнении с контролем. В гемолизате эритроцитов активность СОД осталась ниже контрольных значений на 39 %; активность катала-зы уменьшилась на 20 % в сравнении с первыми сутками эксперимента и достоверно не отличалась от показателей в контроле. В гомогенате ткани печени активность СОД возросла на 277 % в сравнении с первыми сутками эксперимента и на 204 % — в сравнении с контролем; активность каталазы снизилась на 29 % в сравнении с первыми сутками, но осталась на 12 % достоверно выше контрольных значений.
46
ЗНиСО ноябрь №11 (236)
Таким образом, после всасывания токсиканта в кровоток происходит разнонаправленные изменения в работе АОС, что может быть следствием активации процессов сво-боднорадикального окисления (СРО), подтверждением служит увеличение оксидаз-ной активности ЦП, снижение активности каталазы и содержание низкомолекулярных АО в плазме крови. Дальнейшее снижение содержания МК на 5-е сутки эксперимента может быть связано с повышенной генерацией активных кислородных метаболитов, образующихся в реакциях деметилирования токсиканта, для которых МК играет роль «ловушки» [5]. Метилртутные производные обладают высокой способностью проникать через биомембраны и реализовывать свои токсические эффекты внутри клетки. В гемо-лизате эритроцитов и гомогенате ткани печени в 1-е сутки действия токсиканта наблюдалось угнетение работы СОД и активация каталазы, что свидетельствует о протекании процессов СРО в данных биологических объектах, спровоцированных токсикантом. Для нитрата метилртути характерна высокая «подвижность», подтвержденная резким увеличением активности СОД в 3 раза в ткани печени на пятые сутки эксперимента. Возможно, это связано с процессами деметилирования и микросомально-го окисления токсиканта в гепатоцитах, результатом чего становится образование активных форм кислорода, в частности супероксидиона — активатора и индуктора биосинтеза данного фермента [4].
На основании проведенных исследований, можно сделать вывод о существенном влиянии нитрата метилр-тути на регуляцию СРО и промотировании развития окислительного стресса, что подтверждается изменением активности ферментативных АО в исследованных биосубстратах и снижением антиоксидантной «ёмкости» плазмы крови.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гигиенические критерии состояния окружающей среды. 101: Метилртуть. Женева, ВОЗ, 1993. 126 с.
2. Давыдова С.Л., Пименов Ю.Т., Милаева Е.Р. Ртуть, олово, свинец и их органические производные в окружающей среде. Астрахань: Изд-во АГТУ, 2001.148 с.
Показатели АОС в тканях лабораторных животных при действии нитрата метилртути (М ± m, и = 20)
Показатель Контрольная группа Опытная группа
1-е сутки 5-е сутки
в плазме
Каталаза (нМ Н2О2/мл) 11,09 ± 0,55 6,24 ± 0,46* 9,69 ± 0,74^
ЦП (мкМ/л) 1,02 ± 0,05 1,26 ± 0,09* 1,11 ± 0,05
МК (мкМ/л) 242,9 ± 6,79 185,54 ± 7,06* 105,95 ± 3,34*^
Мочевина (мМ/л) 13,08 ± 0,42 10,59 ± 0,24* 12,42 ± 0,№
в эритроцитах
СОД (ед/мг Нв) 4,02 ± 0,22 2,07 ± 0,22* 2,46 ± 0,14*
Каталаза (нМ Н2О2/мг Нв) 33,1 ± 1,82 40,28 ± 2,64* 32,03 ± 0,44^
в печени
СОД (ед/мг белка) 6,44 ± 0,35 5,19 ± 0,56 19,60 ± 0,85*^
Каталаза (нМ Н2О2/мг белка) 26,0 ± 1,01 41,59 ± 1,97* 29,66 ± 1,18*^
Примечание: * — достоверность различий по сравнению с контролем (р < 0,05-0,001); • — достоверность различий на 5-е по сравнению с 1-ми сутками эксперимента (р < 0,05-0,001).
3. Демин В.Ф. О линейной зависимости доза эффект для радиационного и химического риска //Гигиена и санитария, 2003. № 4. С. 37—39.
4. Меньщикова Е.Б., Ланкин В.З., Зенков Н.К. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты. М.: Слово, 2006. 556 с.
5. Осипов А.Н., Азизова О.А., Владимиров Ю.А. Активные формы кислорода и их роль в организме //Успехи биологической химии. 1990. С. 180—208.
6. Чибураев В.И., Двоскин Я.Г, Брагина И.В., Иванов A.A., Гар-бузова A.A. Загрязнение пестицидами территории Российской Федерации как потенциальная опасность для здоровья населения //Гигиена и санитария. 2003. № 3. С. 68—71.
Контактная информация:
Куксенко Марина Евгеньевна, тел.: 8 (950) 861-13-52, e-mail: [email protected]
Contact information: Kuksenko Marina, phone: 8 (950) 861-13-52, e-mail: [email protected]
