CC BY
4
ЗА РУБЕЖОМ
УДК 615,739.15-009-07:[616.153.965 + 616.36-008.939.65]-074
ВЛИЯНИЕ СВИНЦОВОЙ ИНТОКСИКАЦИИ НА СОДЕРЖАНИЕ НЕКОТОРЫХ АМИНОКИСЛОТ В КРОВИ И ПЕЧЕНИ БЕЛЫХ КРЫС
В. Бояджиев, Л. Халачева, П. Николова Кафедра гигиены Высшего медицинского института, Варна, Болгария
В данном сообщении мы касаемся влияния свинцовой интоксикации на содержание в организме метионина, цистеина и глютаминовой кислоты.
Большинство авторов считает, что рабочие, подвергающиеся воздействию свинца, должны получать дополнительное питание, относительно богатое белками и бедное жирами (П. Герасимов; Koelsch; Levy; Courmont и соавторы). Это мнение основывается на том, что действие свинца связано с нарушением белкового обмена и деструкцией белковых клеток и тканей (Л. А. Черкес; А. М. Чарный). Нарушенный обмен белков можно регулировать лечебно-профилактическим питанием, основанным на знании тех изменений, которые свинцовое отравление вызывает в аминокислотном составе крови и других органов.
Существует множество сведений относительно концентрации и значения аминокислот для разных физиологических функций. Однако мы не нашли данных об изменениях аминокислотного спектра крови и печени при хроническом свинцовом отравлении животных, получавших кормовой рацион с различным содержанием белков.
Эксперимент проведен нами на 2 группах белых крыс-самцов (по 20 особей в каждой группе) весом около 200 г: 1-я группа получала рацион, очень бедный белком (3,7% по кал.), а 2-я — богатый белком (34,5% по кал.). Белок давали животным в виде казеина. Состав рациона представлен в таблице.
После 10-дневного кормления для адаптации у 16 животных каждой группы было вызвано хроническое свинцовое отравление в результате введения Pb2+ per os с катетером в дозе 60 мг/кг через день в продолжение 35 дней. Через каждые 7 дней 3—4 животных забивали для исследования крови и печени. Количественное определение метионина, цистеина и глютаминовой кислоты проводили с помощью бумажной хроматографии по Г. С. Пасхиной и др. Ошибка метода ±1%. Полученные результаты разработаны статистическим методом анализа динамических изменений и корреляционных связей.
Как показали исследования, 35-дневное свинцовое отравление вызывает понижение содержания цистеина, метионина и глютаминовой кислоты в крови, более резко выраженное у животных, получавших
рацион, бедный белком. Если в начале опыта уровень цистеина в крови составлял 1,506 мг%, то на 35-й день он снизился до 0,00003 мг°/оутех же животных в результате введения свинца (см. таблицу). >с
Продукт
Первый рацион
Второй рацион
граммов белки жиры углеводы граммов белки жиры углеводы
16,00 0,11 2,00 2,00 0,02 1,46
1,00 0,12 0,06 0,60 10,00 1,20 0,60 0,60
0,40 0,16 — 0,16 0,40 0,16 — 0,16
0,50 0,06 0,02 0,08 0,50 0,06 0,02 0,02
0,12 0,10 — — 5,00 4,16 — —
1,20 — 1,12 — 0,50 — 0,48 —
3,11 0,05 0,47 3,50 0,056 0,035 0,52
0,10 — — — 0,10
22,43 0,60 1,20 12,96 22,00 5,656 1,135 2,16
Крахмал ......
Овсяная крупа . . . Хлебная закваска . .
Отруби .......
Казеин.......
Масло .......
Картофель ..... Поваренная соль . .
Всего
Калории 66,756
Белки 2,460 кал — 3,69%
Жиры 11,160 кал — 16,72%
Углеводы 58,136 — 79,59%
Витамины по физиологическим нормам.
67,201
23,1896 кал — 34,51% 10,5555 — 15,71% 33,456 — 49,78%
Богатый белком рацион сохраняет концентрацию цистеина в крови контрольных животных и значительно снижает ее в крови животных, подвергавшихся затравке. Вместе с тем на 35-й день у крыс, получавших свинец и находившихся на рационе, богатом белком, цистеина было в 30 раз больше, чем у крыс, получавших бедный белком рацион (рис. 1). Отравление влияет на уро- г
вень метионина в крови подопытных -----------
животных меньше, чем на концентра- ^ —• —__
цию цистеина.
Рис. 1. Уровень цистеина в крови.
, к 1,5050 1,0840 0,5050 0,0580 0.4200 0.0260
I тр 1.5050 0,0650 0.0043 0,00018 0.0007 0.0003 ,, к 1,5050 1,4940 0,5860 1,5690 — —
II тр 1.5050 0,9800 0,0068 0.0032 0.0022 0,0009 1 и //— первый и второй рацион питания;
к — контрольные животные; тр — подопытные животные.
Рис. 2. Уровень метионина в крови.
к 2,0120 — 0,5900 0.5820 0,5250 0,4740 тр 2,0120 0,4650 0.3220 0,1783 0.С930 0,0600 к 2,0120 — 2,8600 2,8950 2,9100 2,9600 тр 2,0120 1,6000 0,9900 0,5890 0.7540 0.8030 Обозначения те же, что и на рис. 1.
Рацион, бедный белком, вызывает понижение содержания метионина, которое опять-таки более выражено у животных, находившихся на рационе с низким содержанием белка. Богатый белком рацион ведет к незначительному повышению уровня метионина в крови контроль-
пых животных, однако не задерживает его понижения под влиянием отравления (рис.2).
За 35 суток отравления концентрация метионина у крыс, содержавшихся на первом рационе, уменьшилась в ЗЗ'/г раза, а у животных, получавших второй рацион,— в 2'/г раза. По сравнению с метионином
уровень цистеина снижался у крыс при первом рационе питания в 50 000 раз, а при втором в 1672 раза.
Содержание глютаммновой кислоты уменьшалось у контрольных и подопытных животных, получавших первый рацион, также более значительно, чем у животных при втором рационе. Коэффициент / = 2,309>2,09 при Р = 0,95 у кормленных бедным белком рационом указывает на то, что разница является результатом отравления и находится в большой зависимости от его продолжительности. При сравнении с соответствующими коэффициентами для животных, чей рацион был богат белком, обнаруживалось понижение уровня глютаминовой кислоты, однако связь с отравлением оказалась умеренной и, возможно, служит результатом влияния режима кормления (г=0,457; Г1 = 0,96; г2 = 0,073). У подопытных животных, которые получали первый рацион, уровень глютаминовой кислоты понижался примерно в 21 раз, а у животных, получавших второй рацион, — в 1,6 раза (рис. 3).
Рис. 3. Уровень глютаминовой кислоты в крови, к 2,5250 — 0.5830 0,5000 0,4980 0,3370 тр 0,5250 1,1250 0,6580 0.1530 0,1290 0,1220 к 2.5250 2,3470 — 1.5590 1,1770 1.1500 тр 2,5250 1,4200 0,7920 0,6820 0,4100 0,3490 Обозначение те же, что и на рис. 1.
Рис. 4. Уровень цистеина в печени. ■ к 3,3000 0,1006 0,0910 — 0,0500 0.0490 тр 3.3000 1,0200 0,0100 0,0006 0,0004 0.0003 „ к 3.3000 — 3.2900 3.3200 3,3600 4,0100 11 тр 3,3000 1,6300 0,0812 0,0800 0,0745 0,0421 Обозначения те же, что и на рис. 1.
Рис. 5. Уровень метионина в печени.
. к 5,0900 2,3800 1,0990 0.9083 0,8930 0,9000 1 тр 5,0900 2.2561 0.8210 0,4490 0,3880 0,2620 ,, к 5,0900 5,1210 — 6.4490 7,7770 8,9010 " тр 5,0900 3.8930 1.3190 0.7040 2,0460 5.3470 Обозначения те же, что и на рис. 1.
Можно, таким образом, заключить, что богатый белком рацион более благоприятен, однако понижение содержания глютаминовой кислоты и у контрольных животных при втором рационе свидетельствует о том, что оптимальное поступление ее в организм в виде казеина не обеспечено. Вероятно, при более высоком уровне глютаминовой кислоты в рационе воздействие отравления отразилось бы более отчетливо.
В результате исследования печени установлено, что изменения содержания цистеина в этом органе под влиянием первого и второго рациона и отравления свинцом подобны сдвигам в содержании цистеина в крови. Богатый белком корм сохраняет постоянный уровень цистеина с тенденцией к повышению его у контрольных животных, однако не препятствует понижению этого уровня у подопытных живот-
ных. Бедная белком пища вызывает значительное понижение концентрации цистеина как у контрольных, так и у подвергнутых затравке животных. Но если у отравленных крыс, получавших второй рацион, уровень цистеина снижается в 78 раз, то при первом рационе —в 11 ООО раз (рис.4).
У контрольных животных, находившихся на втором рационе, обнаружена тенденция к повышению содержания метионина и к понижению его с последующим подъемом почти до исходного уровня у затравленных крыс. Бедный белком рацион вызывал понижение уровня метионина у контрольных и подопытных животных в соответствии с продолжительностью эксперимента. Различия были достоверны (рис. 5).
Содержание глютаминовой кислоты колебалось со склонностью к понижению его у контрольных и подопытных животных, получавших первый рацион. Ее концентрация снижалась и у контрольных животных, получавших второй рацион. Независимо от этого у подопытных крыс наблюдаемое вначале понижение уровня глютаминовой кислоты к 7-му дню восстанавливалось, намечалась тенденция к стабилизации. И в этом случае очевидно более благоприятное действие рациона, богатого белком.
Сопоставление приведенных выше данных об изменении концентрации цистеина, метионина и глютаминовой кислоты в крови и печени контрольных и подопытных животных указывает на большую эффективность рациона, богатого белком. Коэффициенты t соответствующих аминокислот в крови животных при первом и втором рационе следующие: цистеина ¿ = 6,18>5,04, Р = 0,999; метионина ¿ = 2,89>2,85, Р = 0,99; глютаминовой кислоты ¿ = 6,692>5,04, Р = 0,999. Статистические показатели свидетельствуют о том, что содержание всех аминокислот находится под сильным влиянием рациона.
При сравнении тех же показателей для аминокислот печени установлена тесная зависимость изменения концентраций цистеина и метионина от вида рациона. Сдвиги в содержании глютаминовой кислоты зависят не от уровня белка, а от воздействия свинца. Соответственно статистические показатели следующие: для цистеина / = 6,13>5,04, Р = 0,999; для метионина ¿=4,341 >3,36, Р = 0,99; для глютаминовой кислоты ¿=0,1<С1.86, Р = 0,90. Наблюдаемое нами небольшое понижение концентрации глютаминовой кислоты в печени и у контрольных животных при втором рационе можно объяснить ее недостаточным поступлением с казеином или другими эндогенными причинами. Подобным образом может быть обусловлено и снижение уровня глютаминовой кислоты в крови контрольных животных, получавших второй рацион.
Мы не ставили перед собой цель установить механизм и объяснить причины возникновения изменения в содержании аминокислот. В связи с данной проблемой можно привести ряд гипотез, основывающихся на аргументах экзо- и эндогенного характера. Можно предполагать усиленное соединение свинца с БН-группами серусодержащих аминокислот и их дезактивирование. Факт, что в крови и печени и у подопытных животных при втором рационе наблюдается наибольшее понижение уровня самой реактивоспособной аминокислоты — цистеина, поддерживает нашу точку зрения.
Глубокие изменения аминокислотного спектра крови и печени могут привести к серьезным нарушениям в обмене веществ и образовании столь важных продуктов промежуточного обмена аминокислот с неблагоприятным влиянием на течение интоксикации.
Вычисленные показатели корреляции между изменениями в крови и печени животных, получавших бедный белком рацион, подтверждают очень тесную зависимость для цистеина (г = 0,97) и соответственно для метионина (г = 0,947) и значительную зависимость для глютаминовой
кислоты (г = 0,995). При богатом белком рационе наблюдаются подобные корреляции. Соответствующие коэффициенты г: для цистеина 0,999, метионина 0,803 и глютаминовой кислоты 0,567.
Видно, что у серусодержащих аминокислот существует исключительно тесная связь между понижением их уровня в крови и печени. Это легко объяснить, имея в виду липотропные свойства метионина. Обменная функция печени нарушается при возникновении жировой дистрофии под воздействием свинца. Эти нарушения, вероятно, углубляются при недостаче цистеина, метионина и других аминокислот. Наши предположения относительно причин и механизма возникновения установленных изменений в содержании исследуемых аминокислот еще гипотетичны; но тесная завиоимость между содержанием их в рационе, с одной стороны, в крови и печени, с другой, ставит вопрос о поисках оптимальных соотношений и количества аминокислот, доставляемых с пищей, лицам, работающим со свинцом. С другой стороны, при проверке среди находящихся под угрозой свинцового отравления и страдающих сатурнизмом, изменения аминокислотного спектра могут оказаться важнейшим ранним симптомом для постановки диагноза.
В этом направлении и в отношении корреляции между изменениями аминокислот в крови и печени и другими симптомами сатурнизма у нас есть уже предварительные исследования, результаты которых будут объектом следующих наших сообщений.
Выводы
1. Хроническое свинцовое отравление вызывает значительные нарушения в аминокислотном обмене. Больше всего понижается содержание цистеина в крови и печени белых крыс, затем уровень метионина и глютаминовой кислоты.
2. Недостача белка в пищевом рационе усиливает нарушения, особенно в концентрации таких серусодержащих аминокислот, как цисте-ин и метионин.
3. Богатый белком (казеином) рацион не задерживает понижения концентрации исследованных аминокислот, но соответствующие различия у контрольных и подопытных животных значительно ниже. На этом основании можно рекомендовать проведение дальнейших исследований с тем, чтобы установить точное соотношение и количество аминокислот в пище рабочих, контактирующих со свинцом.
4. Установленные изменения в исследуемых аминокислотах появились еще в 1-ю неделю после начала затравки. После дополнительной проверки на работающих со свинцом они могли бы использоваться как ранний диагностический симптом сатурнизма.
ЛИТЕРАТУРА
Пасхи на Т. С. Современные методы в биохимии. М., 1964, т. 2, с. 29. — Чар-н ы й А. М. Труды и материалы Украннск. ин-та патологии и гигиены труда. Харьков, 1928, в. 6, с. 195. — Черкес Л. А. Холин как пищевой фактор в патологии холинного обмена. М., 1953. — Koelsch Е., Lerbuch der Arbeithygiene. Stuttgart, 1954.— Levy M., Traite d'hygiene. Paris, 1869. — С о u r m о n t J. C., Precis d'hygiene. Paris, 1932.
Поступила 15/VII 1966 r.
