CC BY
13
УДК 546.48:543.554.2:615.9:547.48:636.028
Мельничук Д.О., академш НАН та УААН Укра1ни, Мельникова Н.М., кандидат бюлопчних наук, професор Ворошилова Н.М., кандидат бюлопчних наук, асистент ® Нацюнальний аграрный утеерситет, м. Knie
ВМ1СТ КАДМ1Ю В ОРГАН1ЗМ1 ОТРУСНИХ ЩУР1В ЗА УМОВ ЗМ1Н ПАРАМЕТР1В КИСЛОТНО-ЛУЖНОГО СТАНУ
Встаноелено зниження емкту Кадмт у кроег, печтщ та нирках отруених теарин за умое змт параметр1е кислотно-лужного стану. Поргенюючи б1олог1чт моделг змт параметр1е кислотно-лужного стану оргатзму отруених щур1е, егдзначено, що стан експериментального метабол1чного ацидозу, у пор1енянш з алкалозом, до отруення кадмт сульфатом, е быьш ефектиеним для корекцИ' кадмгееог iнтоксикацИ
Ключовi слова: кислотно-лужний стан, кадмт сульфат, крое, метаболiчний ацидоз, метаболiчний алкалоз
Вступ. Дiя важких мет^в на оргашзм е найбшьш частою причиною патологи хiмiчного генезу. Це зумовлено тим, що в сучасних умовах вщбуваеться штенсивне техногенне забруднення довкшля важкими металами, в тому чи^ Кадмiем. Надходження важких мет^в до оргашзму тварин спричинюе !х кумуляцш рiзними органами i тканинами, що може призвести до змш клмчного стану тварин та вщповщних порушень з боку метаболiчних систем, як беруть участь у детоксикаци важких металiв в органiзмi [7 ].
Постшшсть кислотно-лужного стану, як вщомо, е однiею з основних умов нормально! життедiяльностi органiзму. Це пов'язано з тим, що навт незначнi змiни рiвня Н+, НСО-3 та рСО2 призводять до глибоких функцiональних порушень ряду систем, а значить i всього органiзму в цшому [5 ].
Нинi нерозкрит питання залежностi iнтенсивностi накопичення та зниження токсичного впливу Кадмiю на оргашзм тварин вщ характеру змш параме^в кислотно-лужного стану. Вiдомо, що, змшюючи величину рН кровi можна впливати на стутнь дисощаци важких металiв та !х розчиннiсть, що в подальшому зменшуе !х токсичну дiю [2].
Метою дано! роботи було дослщження вмiсту Кадмiю у кров^ печiнцi та нирках отруених щурiв в умовах експериментального моделювання змiн параметрiв кислотно-лужного стану.
Матер1ал i методи. Дослiдження проводились на базi кафедри бiохiмil тварин, якост i безпеки сшьськогосподарсько! продукцп, вiварiю Навчально-наукового iнституту ветеринарно! медицини та якост i безпеки продукци тваринництва. У дослiдах було використано бших лабораторних щурiв 6-мшячного вiку. Отруення щурiв проводилось упродовж 14 дiб внутрiшньочеревним введенням кадмш сульфату, який попередньо розчиняли в
® Мельничук Д.О., Мельникова Н.М., Ворошилова Н.М., 2008
126
0,9 % розчиш натрш хлориду, з розрахунку 0,134 мг/100г маси тша тварини, що становить 1/50 LD50 [1]. Щурам штактно! групи за схемою дослщу вводили вiдповiдний об'ем 0,9 % розчину натрiю хлориду. Стан експериментального метаболiчного ацидозу та алкалозу викликали шляхом внутрiшньочеревного введення амонiю хлориду та натрш бжарбонату вiдповiдно. Амонш хлорид застосовували з розрахунку 20 мг/100г маси тiла тварини, натрш бжарбонат -45 мг/100г маси тша тварини [5,6]. Експериментальш дослщження проводилися за наступною схемою: I група - iнтактнi щури; II група - щури, отруeнi кадмш сульфатом внутрiшньочеревно в дозi 0,134 мг/100г ваги тварини, що становить 1/50 DL50; III та IV групи - щури, уведет у стан експериментального метаболiчного ацидозу та алкалозу i отруеш кадмiю сульфатом вщповщно. В кожнiй групi було по 10 тварин. Тривалють до^ду складала 28 дiб. Пiсля заюнчення експерименту щурiв декапiтували пiд етерним наркозом. Вмют Кадмiю у кров^ печiнцi та нирках визначали на атомно-абсорбцiйному спектрофотометрi AAS-30 (Шмеччина). Результати дослiджень оброблено загальноприйнятими методами варiацiйноl статистики за допомогою компьютерно! програми MS Excel iз використанням критерш Стьюдента [3 ].
Результати дослщження. Вщомо, що отруення щурiв кадмiю сульфатом супроводжуеться розвитком стану метаболiчного ацидозу, на що вказуе зменшення величини рН кровi, рiвня рСО2 та зниженням концентраци бжарбонаив, порiвняно iз цими показниками в штактних тварин [2]. Дослiдженнями, проведеними ранiше було створено бiологiчну модель змш кислотно-лужного стану в органiзмi отруених тварин, яка дозволяе корегувати вмiст Кадмiю у кровi та органах [2,4 ].
Результати дослщжень показали, що вмшт Кадмiю у кровi отруених щурiв збiльшуеться в середньому в 17 разiв, порiвняно з його вмiстом у штактних тварин (табл. 1). У щурiв у сташ метаболiчного ацидозу з наступним отруенням кадмiю сульфатом, у кровi вмiст Кадмiю вiрогiдно знижуеться на 17,5 %, порiвняно тшьки з отруеними тваринами. Можливо, що в механiзмi вказаних змiн важливу роль виконують транспортнi бiлки кровi - альбумiни, в яких вщбуваеться зв'язування Кадмiю з карбоксильними групами. При змш рН в кислий бш (стан експериментального метаболiчного ацидозу) приеднуються i iмiдазольнi групи, що також призводить до зменшення токсично! дп кадмш [7]. Вщзначаеться, що за умов уведення щурiв у стан метаболiчного алкалозу спостерiгаеться тенденщя до зниження у кровi вмюту Кадмiю, порiвняно тiльки з отруеними тваринами. В отруених щурiв у печшщ вмiст Кадмiю зростае у 149 разiв, у нирках - у 96 разiв, вiдносно його вмiсту в штактних тварин. Пщвищення вмiсту Кадмш у печшщ та нирках пов'язано, можливо, зi зв'язуванням й блокуванням сульфгщрильних груп бiлкiв, а також з тим, що печшка та нирки мають високу здатнiсть до синтезу металотюне'шв, якi зв'язують важю метали, чим i можна пояснити накопичення Кадмiю в цих органах [8 ].
У щурiв, якi були уведенi в стан метаболiчного ацидозу i отруеш кадмш сульфатом, вщзначаеться зниження вмюту Кадмш. У печшщ та нирках вмшт
127
Кадмш е на 18 % нижче, порiвняно з його вмютом у тшьки отруених тварин. За умов уведення щурiв у стан метаболiчного алкалозу з по^дуючим отруенням кадмiю сульфатом, у печшщ та нирках спостерiгаеться тенденщя до зниження вмiсту Кадмiю.
Таблиця 1.
Вмкт Кадм1ю у кров1 та органах отруених щур1в та за умов змш
параметр1в кислотно-лужного стану, (М ± т, п=10)
Органи 1 тканини Групи тварин
1нтактш тварини Тварини, отруеш CdSO4 Метабол. ацидоз CdSO4 + Метабол. алкалоз CdSO4 +
Кров, мг/л 0,013 ± 0,001 0,223 ± 0,004* 0,184 ± 0,013*** 0,212 ± 0,015*
Печшка,мг/кг 0,16 ± 0,01 23,82 ± 1,75* 19,54 ± 1 40*** 20,17 ± 1,50*
Нирки, мг/кг 0,10 ± 0,01 9,59 ± 0,77* 7,84 ± 0,65^** 8,73 ± 0,65*
Примтка: *змти в1рог1дт в1дносно показниюв ттактних щур1в (р<0,05) ** змти в1рог1дн1 вгдносно показнитв щур1в, отруених лише кадмт сульфатом (р<0,05)
Отже, проведет дослщження свщчать, що, використовуючи два альтернативнi варiанти порушень кислотно-лужного стану органiзму, можна впливати на зниження вмюту Кадмiю у кров^ печiнцi та нирках отруених щурiв. Показано, що бiологiчна модель стану експериментального метаболiчного ацидозу е бшьш ефективною для корекци кадмiевоl штоксикацп. Згiдно з концепцiею метаболiчноl системи кислотно-лужного гомеостазу, ютотну роль у змшах параметрiв кислотно-лужного стану оргашзму вiдiграють перетворення метаболiтiв промiжного обмiну. Уведення кадмiю сульфату щурам сприяе бiльшому посиленню глюконеогенезу, на що вказуе активащя його ключових ферменив - фруктозо-фосфатази, глюкозо-6-фосфатази. Знижуеться також актившсть гексокiнази, пiруваткiнази, НАД-залежних iзоцитратдегiдрогенази та малатдегiдрогенази в тканинах, що вказуе на зниження функцюнування глiколiзу та циклу трикарбонових кислот [5]. Можливо, у такому сташ Кадмш переходить в юшзовану форму, що може впливати на зниження його токсично! дп в органiзмi тварин. Уведення щурам натрш бiкарбонату, йомовiрно, сприяе зростанню активностi дегiдрогеназ i збiльшенню утворення органiчних кислот. Результати проведених дослiджень свiдчать про виникнення ацидотичного стану в органiзмi отруених щурiв, який утримуеться навiть за умов введення натрш бжарбонату. Можливо, такий напрямок змiн показникiв КЛС кровi вiдбуваеться за допомогою накопичення вщновлених сполук (iзоцитрату, малату, лактату), у тканинах збiльшуються вiдновнi властивост - саме такi спостерiгаються при моделюванш у тварин метаболiчного ацидозу [5]. Але результати дослщжень показниюв кислотно-лужного стану кровi при цш експериментальнiй моделi вказують на зсув !х у бiк метаболiчного алкалозу.
128
Висновки. Застосування бюлопчно! моделi стану експериментального метаболiчного ацидозу, порiвняно з алкалозом, е бшьш ефективною для корекцiï вмiсту Кадмш в органiзмi тварин.
Л1тература
1. Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов I -IV групп: Справ. Изд. / Под ред. В.А.Филова и др. Л.: Химия. - 1988.-С. 164.
2. Кислотно-лужний стан у отруених тварин та його вплив у бюлопчнш м^рацп кадмш / Д.О. Мельничук, Н.М. Мельникова, 1.В. Калшш та ш. // М1жвщомчий тематичний науковий збiрник "Ветеринарна медицина". -Харюв. - 2004. - № 84. - С. 486 - 489.
3. Кучеренко М.С., Бабенюк Ю.Д., Войцiцький В.М. Сучаснi методи бiохiмiчних дослiджень: Учбовий посiбник. - К.: Ф^осощоцентр, 2001. -424 с.
4. Мельникова Н.М., Ворошилова Н.М. Вiковi особливост вмiсту кадмiю в органiзмi отруених ним щурiв за дiï експериментального метаболiчного ацидозу // Укр. б^м. журн. - 2007. - Т. 79, № 1. - С. 108 - 112.
5. Мельничук Д.О., Михайловський В.О. Мехашзми метаболiчноï адаптацп // Укр. бiох. журн. - 2000. - Т. 72, № 4-5. - С. 70 - 80.
6. Синеок Л.Л. Особливост кислотно-лужних резервiв при старшш // Укр. б^м. журн. - 1976. - Т. 48, № 1. - С. 72 - 77.
7. Трахтенберг И.М., Колесников В.С., Луковенко В.П. Тяжелые металлы во внешней среде: современные гигиенические и токсикологические аспекты- Минск : Наука и техника, 1994. - 258 с.
8. Klaassen Curtis P., Liu I. Metallothionein: An intracellular protein to protect against cadmium toxicity // Annu. Rev. Pharmacol. And Toxicol. - V. 39. -Palo Alto, 1999. - P. 267 - 294.
Summary
The reduction of content of cadmium in blood, liver and kidneys of the poisoned rats of changes in parametres acid - alkaline condition. Comparing the biological models of changes in parametres of changes in parametres acid - alkaline condition of organism of the poisoned rats it was established that the condition experimental metabolic acidosis in comparison with alkalosis before cadmium sulphate poisoning is more effective for correction of cadmium intoxication.
Key words: acid-alkaline condition, cadmium sulphate, blood, metabolic acidosis, metabolic alkalosis.
Стаття надшшла до редакци 18.02.2008
129
