Влияние солей тяжёлых металлов на активность биохимических показателей сыворотки крови белых беспородных мышей Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

УДК 576.8

ВЛИЯНИЕ СОЛЕЙ ТЯЖЁЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА АКТИВНОСТЬ БИОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СЫВОРОТКИ КРОВИ БЕЛЫХ БЕСПОРОДНЫХ МЫШЕЙ

© 2006 г. Е.Г. Чеботарева, В.Б. Бородулин, И.А. Горошинская

Heavy metals are toxic for a cell. Toxicity amplifies at increase of cobalt and cadmium compounds concentration from 2 mg% up to 10 mg%. Damaging action of heavy metals at joint action of cobalt and cadmium grows.

Здоровье человека во многом определяется состоянием окружающей среды, вклад которой в формирование и сохранение здоровья населения достигает 10-20 %. В 1992 г. на конференции ООН в Рио-де-Жанейро регионы России и стран СНГ названы в группе самых загрязненных регионов на континенте [1]. Последние десятилетия привели исследователей к осознанию необходимости выделения в самостоятельную группу экоток-сикантов металлоорганических соединений тяжелых металлов. К восьми наиболее опасным токсическим металлам относится, в частности, кадмий. Распространенность тяжелых металлов в окружающей среде и их неблагоприятное влияние на организм является актуальной гигиенической проблемой в экологии [2-4]. Эта проблема особенно важна для регионов с неблагоприятной экологической обстановкой, к которым относят как Саратовскую, так и Ростовскую область. По результатам мониторинга за качеством почвы и воды в Ростовской области отмечается высокое содержание приоритетных загрязнителей, таких как тяжелые металлы и их органические производные, которые обладают высокой токсичностью, способностью к накоплению в трофических цепях, устойчивостью к окружающей среде, канцерогенными и мутагенными свойствами [5].

К основным фактам, определяющим токсичность металлов, относят их способность образовывать в живых организмах биокомплексы, ковалент -ные связи с атомом углерода, а также участвовать в окислительно-восстановительных реакциях. Образование биокомплексов ведет к угнетению активности различных ферментов, нарушению проницаемости клеточных мембран. В процессе окислительно-восстановительных реакций изменение валентности тяжелых металлов может усилить их токсичность, повысить способность проходить через биологические мембраны [6].

Несмотря на большое количество исследований, остается до конца не выясненным механизм воздействия тяжелых металлов и их биокомплексов на различные биохимические процессы в организме. В частности, мало изучено влияние этой группы токсикантов на функционально-метаболической состояние печени, почек и других органов.

Цель работы - исследование влияния тяжелых металлов на показатели сыворотки крови мышей.

Исследования выполнены на белых беспородных мышах. Возраст животных составлял 3-4 мес. Вес около 20 г. Общее количество животных, использованных в работе, составило 65 особей.

Проведена серия экспериментов.

1-я группа включала животных, которые не подвергались воздействиям тяжелых металлов, и была использована в качестве группы сравнения -контроль; 2-я - животным перорально вводили кадмий сернокислый в концентрации 2 мг/кг; 3-я - животным вводили кадмий сернокислый в концентрации 10 мг/кг; 4-я, 5-я - животным вводили кобальт хлористый в концентрации 2 или 10 мг/кг соответственно; 6-я, 7-я - одновременное воздействие кобальтом и кадмием в концентрации 2 или 10 мг/кг.

При проведении эксперимента животные содержались в специальных клетках и получали в соответствии с диетой дневной рацион пищи.

Материалом исследования служила сыворотка крови, которую получали путем декапитации животного.

Для проведения клинико-лабораторного исследования сыворотки крови животных использовали прибор: «Screen master plus» (Швейцария).

Для оценки влияния исследуемых препаратов на ткани печени, почек, поджелудочной железы, сердца in vivo было проведено исследование в сыворотке крови белых мышей активности следующих ферментов: амилазы, креатинкиназы (КК), лактатдегидрогеназы (ЛДГ), аспартатамино-трансферазы (АсАТ), аланинаминотрансферазы (АлАТ), щелочной фосфа-тазы (ЩФ), у-глутамилтрансферазы (ГГТ) и содержания ряда метаболитов.

Результаты исследования в сравнении с контрольными данными представлены в табл. 1-3.

Таблица 1

Биохимические показатели сыворотки крови белых мышей, получающих кадмийсодержащие препараты в концентрации 2 и 10 мг/кг

Биохимический показатель Контроль Cd 2 мг/кг Cd 10 мг/кг

n M±m n M±m t P n M±m t P

Амилаза, ед/л 5 1444±210 5 1995±135 2,206 >0,05 5 56000±1000* 53,43 <0,001

КК, ед/л 5 129±7 5 57000±520* 109,367 <0,001 5 101000±828* 121,824 <0,001

ЛДГ, ед/л 5 2301±190 5 2356±103 0,258 >0,1 5 12800±705* 14,382 <0,001

АсАТ, ед/л 5 120±9 5 260±17* 7,335 <0,001 5 230±14* 6,470 <0,001

ЩФ, ед/л 5 396±17 5 162±28* 7,160 <0,001 5 478±17* 3,416 <0,01

ГГТ, ед/л 5 27±1 5 120±9* 10,162 <0,001 5 170±9* 15,117 <0,001

АлАТ, ед/л 5 50±2 5 100±9* 4,635 <0,001 5 60±5 1,605 >0,1

Креатинин, мкМ/л 5 40±3 5 320±19* 13,269 <0,001 5 250±15* 14,201 <0,001

Окончание табл. 1

Биохимический показатель Контроль Cd 2 мг/кг Cd 10 мг/кг

n M±m n M±m t P n M±m t P

Общ. белок, г/л 5 70±3 5 30±6* 3,154 <0,01 5 60±6 1,347 >0,1

Альбумин, г/л 5 35±2 5 29±5 1,043 >0,1 5 31±4 0,780 >0,1

Глюкоза, мМ/л 5 5,5±0,5 5 8,6±0,4* 4,458 <0,001 5 11,48±2,09* 2,786 <0,05

Холестерин, мМ/л 5 2,5±0,2 5 1,41±0,05 1,462 >0,1 5 3,52±1,02 1,033 >0,1

Лактат, мМ/л 5 6,5±0,5 5 0,77±0,08* 21,108 <0,001 5 12,32±2,16* 2,621 <0,05

Мочевина, мМ/л 5 5,0±0,2 5 7,37±0,26* 6,495 <0,001 5 5,39±1,06 0,357 >0,1

* - статистически достоверное отклонение от контроля.

Таблица 2

Биохимические показатели сыворотки крови белых мышей, получающих кобальтсодержащие препараты в концентрации 2 и 10 мг/кг

Биохимический показатель Контроль Co 2 мг/кг Co 10 мг/кг

n M±m n M±m t P n M±m t P

Амилаза, ед/л 5 1444±210 5 1508±125 0,261 >0,1 5 40000±980* 39,343 <0,001

КК, ед/л 5 129,±7 5 70000±2,353* 29,694 <0,001 5 25500±830* 30,567 <0,001

ЛДГ, ед/л 5 2301±190 5 5649±221* 11,458 <0,001 5 92080±750* 116,143 <0,001

АсАТ, ед/л 5 120±9 5 1010±113* 6,403 <0,001 5 140±10 1,481 >0,1

ЩФ, ед/л 5 396±17 5 94±3* 17,461 <0,001 5 614±101 2,126 >0,05

ГГТ, ед/л 5 27±1 5 130±8* 12,081 <0,001 5 150±10* 12,326 <0,001

АлАТ, ед/л 5 50±2 5 300±30* 23,907 <0,001 5 50±4 0 >0,1

Креатинин, мкМ/л 5 40±3 5 206,5±17,3* 20,501 <0,001 5 135±13* 7,037 <0,001

Общ. белок, г/л 5 70±3 5 161±19* 4,609 <0,001 5 52±5* 2,907 <0,02

Альбумин, г/л 5 35±2 5 59±6* 3,642 <0,001 5 26±2* 2,523 <0,05

Глюкоза, мМ/л 5 5,5±0,4 5 8,09±0,76* 3,169 <0,01 5 8,46±1,36 2,056 >0,05

Холестерин, мМ/л 5 2,5±0,2 5 2,08±0,16* 5,351 <0,001 5 2,68±0,04 0,783 >0,1

Лактат, мМ/л 5 6,5±0,5 5 4,58±0,28* 3,245 <0,05 5 6,64±1,32 0,098 >0,1

Мочевина, мМ/л 5 5,0±0,2 5 5,77±1,56 0,486 >0,1 5 5,55±1,09 0,491 >0,1

* - статистически достоверное отклонение от контроля.

Установлено, что ионы кобальта в концентрации 2 и 10 мг/кг вызывают увеличение всех показателей сыворотки крови, кроме щелочной фосфата-

зы, общего белка, альбумина, холестерина, мочевины. Содержание общего белка и альбумина изменялось разнонаправлено: достоверно увеличивалось при введении 2 мг/кг и снижалось при введении 10 мг/кг.

Таблица 3

Биохимические показатели сыворотки крови белых мышей, получающих кадмий- и кобальтсодержащие препараты в концентрации 2 и 10 мг/кг

Биохимический показатель Контроль Cd + Co 2 мг/кг Cd + Co 10 мг/кг

n M±m n M±m t Р n M±m t Р

Амилаза, ед/л 5 1444±210 5 1101±143 1,350 >0,1 5 72000±1300* 54,273 <0,001

КК, ед/л 5 129±7 5 1500±140* 9,758 <0,001 5 108000±2100* 123,625 <0,001

ЛДГ, ед/л 5 2301±190 5 8809±251* 20,676 <0,001 5 110240±2500* 43,055 <0,001

АсАТ, ед/л 5 120±9 5 390±28* 9,301 <0,001 5 336±18* 10,614 <0,001

ЩФ, ед/л 5 396±17 5 106±6* 16,104 <0,001 5 704±17* 3,833 <0,01

ГГТ, ед/л 5 27±1 5 80±4* 11,042 <0,001 5 192±12* 13,751 <0,001

АлАТ, ед/л 5 50±2 5 110±6* 8,556 <0,001 5 128±9* 7,655 <0,001

Креатинин, мкМ/л 5 40±3 5 224±19* 13,361 <0,001 5 176±10* 13,633 <0,001

Общ. белок, г/л 5 70±3 5 234±17* 12,715 <0,001 5 48±4* 3,806 <0,01

Альбумин, г/л 5 35±2 5 90±6* 7,972 <0,001 5 22,8±3,42* 2,804 <0,05

Глюкоза, мМ/л 5 5,5±0,5 5 17,96±3,42* 5,002 <0,001 5 8,17±1,27* 2,51 <0,05

Холестерин, мМ/л 5 2,5±0,2 5 2,07±0,34 1,053 >0,1 5 3,08±0,25 1,735 >0,1

Лактат, мМ/л 5 6,5±0,5 5 1,58±0,67* 5,826 <0,001 5 18,76±2,09* 5,695 <0,001

Мочевина, мМ/л 5 5,0±0,2 5 8,17±2,43 1,354 >0,1 5 6,52±0,78 1,643 >0,1

* - статистически достоверное отклонение от контроля.

Обнаружено, что ионы кадмия вызывают изменение всех биохимических показателей, кроме холестерина и альбумина. Достоверное увеличение активности амилазы и ЛДГ наблюдалось при использовании концентрации 10 мг/кг, а активности АлАТ лишь при введении 2 мг/кг. Достоверное изменение содержания общего белка и мочевины отмечено только при использовании меньшей концентрации металла.

Обнаружено более выраженное токсическое действие совместного введения белым мышам ионов кадмия и кобальта.

Исследования показали, что главными мишенями токсического действия кадмия и кобальта являются клетки печени, почек, сердца и поджелудочной железы. Нельзя не заметить, что металлы в концентрации 10 мг/кг оказывают более выраженный эффект, чем в концентрации 2 мг/кг, а со-

вместное действие кадмия и кобальта в большинстве случаев оказывается наиболее токсичным.

Литература

1. Студеникин М.Я., Ефимова А.А. Экология и здоровье детей. М., 1998.

2. Бобкова Т.Е, Ликутова И.В. // Гигиена и санитария. 1990. № 3. С. 85-86.

3. ЛикутоваИ.В., БеловаЕ.А. // Биохимия. 1998. Т. 51. Вып. 8. С. 70-73.

4. Трахтенберг И.М. и др. Тяжелые металлы во внешней среде. Современные гигиенические и токсилогические аспекты. Минск, 1994.

5. Бедрик А.И. Медико-экологический атлас Ростовской области. Ростов н/Д, 1999. С. 15.

6. Калиман П.А., Беловецкая И.В. // Биохимия. 1986. Т. 51. Вып. 8. С. 1302-1306. Саратовский государственный медицинский университет,

Ростовский научно-исследовательский онкологический институт 15 июня 2006 г.

УДК 576.8

СОВМЕСТНОЕ ДЕЙСТВИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

И ПЕРЕМЕННЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НИЗКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ НА ЖИВЫЕ ОБЪЕКТЫ

© 2006 г. Е.Г. Чеботарева, В.Б. Бородулин, И.А. Горошинская

Action of cadmium and cobalt compounds is accompanied by change of biochemical parameters of blood plasma of mice.

Magnetic fields of low intensity results in development of adaptable processes have restoring an effect on a cellular membrane.

К наиболее опасным экотоксикантам относятся тяжелые металлы (ТМ) и их металлоорганические соединения. Результатом воздействия ТМ на организм может быть как острое, так и хроническое отравление. При остром отравлении на первый план выходят клинические признаки острого процесса в виде поражения печени, почек, ткани мозга. Постоянное воздействие может длительное время не проявляться какими-либо симптомами, и только спустя месяцы или даже годы у человека развиваются те или иные хронические заболевания, в основе которых лежат нарушения метаболизма и гомеостаза. Это могут быть воспалительные заболевания печени, почек, поджелудочной железы, онкологическая патология. Длительное воздействие токсических соединений на организм женщины в период беременности может послужить причиной рождения ребенка с врожденными уродствами, первичными иммунодефицитами и др. Таким образом, круг медико-социальных проблем, возникающих при воздействии тяжелых металлов и их органических производных на организм человека, достаточно широк. Объективная оценка химического загрязнения окружающей среды диктует необходимость проведения мероприятий профилакти-