CC BY
32
УДК 619:615.9:636.5:619:612.1
Васильцева Л.П., Параняк Р.П. ®
Лье1еський нацюнальний утеерситет еетеринарног медицины та бютехнологт
iмет С.З. Гжицького
ВПЛИВ ШТУЧНОГО НАВАНТАЖЕННЯ СВИНЦЕМ НА БЮХ1М1ЧШ ТА 1МУНОЛОГ1ЧН1 ПОКАЗНИКИ ПЛАЗМИ КРОВ1 ГУСЕЙ ТА IX КОРЕКЦ1Я СПОЛУКАМИ СЕЛЕНУ
До^джено еплие ееедення до рацюну молодняку гусей нтрату сеинцю на бiохiмiчнi показники кроеi, концентрацт у тй еажких металiе та фракцтний склад глобулШе.
При наеантаженш оргатзму гусей солями сеинцю еияелено значне зростання його концентрацп у кроеi та зниження концентрацп загального быка, альбумту, кальцт, залiза i у-глобулШе. Додаеання до рацюну гусей селенту натрт або аскорбату селену попереджуеало негатиений еплие солей сеинцю, причому аскорбат селену дiяе ефектиетше.
Ключовi слова: еажю метали, сеинець, селент натрт, аскорбат селену, крое, гуси.
В оргашзм тварин свинець потрапляе головним чином через органи травлення [18,20], хоча в регюнах i3 значним забрудненням пов^ря наявне також надходження через легеш [13]. Свинець депонуеться у кктках, нирках, печшщ, мозку тварин. Основна частина свинцю (до 90 %), знаходиться у кктковш тканиш [12], де через тривалий перюд натввиведення (5-20 роюв) вш може акумулюватися у значних кшькостях. У шших тканинах i кровi обмш свинцю вщбуваеться значно швидше, його перебування у них не перевищуе декшькох днiв [21].
Важливим аспектом негативно! ди свинцю е його вплив на обмш кальцш [5]. Транскл^инш кальцiевi сигнали приймаються декiлькома рецепторами бшково! природи, серед яких кальмодулш i протешкшаза С мають високу спорiдненiсть до свинцю [14]. Очевидно, основною ланкою взаемного впливу кальцш i свинцю у кл^инах е !х конкуренцiя за зв'язування з вторинними меседжерами кл^инних сигналiв.
Свинець гальмуе вихiд кальцш з кл^ин, замiнюючи його у кальщево-натрiевiй ATP транспортуючiй системi [22]. Цей же механiзм веде до зменшення всмоктування у кишечнику свинцю при високому вмкт кальцш у рацюш. Крiм того, свинець i кальцiй е конкурентами щодо кальцiйзв'язуючого бiлку [7].
Метаболiзм залiза також пов'язаний з обмiном свинцю, хоча мехашзм !х взаемного впливу маловивчений. Ймовiрно залiзо i свинець конкурують за феритин [6]. Крiм того, дефiцит залiза стимулюе всмоктування свинцю кишечником.
® Васильцева Л.П., Параняк Р.П., 2010
166
Свинець виявляе виражений вплив на iмунну систему [2]. Короткочасна дiя посилюе пролiферацiю лейкоциив i продукцiю iмуноглобулiнiв, активуе алерпчну та автоiмунну функци органiзму [1]. При хрошчному отруенш свинець пригшчуе активнiсть iмунноl системи [15,17].
Наявшсть у кормах важких металiв, у тому чи^ кадмiю i свинцю, негативно впливае на рiст i розвиток молодняку птицi. За споживання кормiв з високим вмiстом свинцю вiдмiчено збiльшення використання корму на одиницю приросту живо! ваги [23]. За високо! концентраци у водоймi свинцю виникають порушення опорно-рухового апарату, пстопатолопчш змiни в органах i тканинах, знижуеться вiдтворювальна здатнiсть [3].
Особливо важливо враховувати дiю цих факторiв для молодняку гусей, яю на вiдмiну вiд утримуваних на птахофабриках курчат, з раннього вжу перебувають на пасовищi. Тому дослщження мiграцiйних процесiв важких металiв в окремих ланках трофiчного ланцюга, а також !х акумуляци в органах i тканинах гусей е актуальною проблемою сьогодення в теоретичному i практичному аспекта Дорослi гуси менш чутливi до ди свинцю [9].
Селен виконуе захисну функцш при отруенш тварин свинцем. Завдяки антиоксидантнш ди вiн зменшуе токсичнiсть важких мет^в [10,11,19]. Введення селену попереджуе викликане ними пероксидне окиснення лшдав, пригнiчення синтезу глутатiонтрансферази i глутатюноксидази [4,16]. Свинець порушуе цiлiснiсть мембран кл^ин кровi, впливае на ДНК [8] та метаболiзм альбумiну, введення селену значно послаблюе цей ефект [24]. Селен утворюе з свинцем неактивш комплекснi сполуки, що попереджуе токсичну дш свинцю
[19].
Матер1али 1 методи. Дослiд проведено на шести групах гусей по п'ять голiв у кожнш групi. Дослщ тривав до 65-денного вiку. Гуси 1-1 (контрольно].') групи отримували стандартний комбжорм. До корму гусей 2-1 групи додавали 25 мг штрату свинцю на 1 кг сухо1 речовини рацюну (5 гранично допустимих концентрацш), 3-1 — 1 мг селешту натрiю, 4-1 — 1,5 мг аскорбату селену (в обох групах по 0,5 гранично допустимо1 концентраци за селеном), 5-1 — штрат свинцю + селешт натрш, 6-1 — нiтрат свинцю + аскорбат селену у вказаних вище дозах. Наприкшщ кожного з дослдав проведено забiй 5 гусей з кожно1 групи. Пiсля забою вщбирали зразки кровi, скелетного м'яза, печшки, нирки, кктково1 тканини та тр'я. У плазмi кровi гусей визначали концентрацiю мжро-та макроелементiв, загального бiлка, альбумiну, глюкози, холестеролу, аспартатамшотрансферази, аланiнамiнотрансферази. З iмунологiчних показникiв: концентрацию та спiввiдношення загальних глобулiнiв та !х окремих !х фракцiй.
Отримаш цифровi результати опрацьовували статистично.
Результати дослщжень. Як видно з наведених у табл. 1 даних, введення у корм гусей штрату свинцю знижувало концентрацш бшка у кровi з 53,50 до 45,60 г/л, або на 15 % (р<0,05). Додавання до такого рацюну аскорбату селену вирiвнювало концентрацш бшка до рiвня виявленого у кровi гусей контрольно1 групи, тодi як селешт натрш не попереджував негативно1 ди нiтрату свинцю.
167
Додавання селешту натрш чи аскорбату селену до рацюну з низьким вмктом свинцю не змшювало концентраци бiлка. Концентрацiя альбумшу у кровi гусей позитивно корелювала з кiлькiстю загального бiлка.
Таблиця 1
БшхЬпчш показники плазми кров1 гусей (М±т, п=5)_
Показники Групи гусей
1 2 3 4 5 6
Загальний бток, г/л 53,50± 2,81 45,60± 3,08* 53,53± 2,43 56,83± 1,97 44,09± 3,06* 50,36± 3,21
Альбумш, г/л 17,83± 1,46 14,42± 1,05* 18,19± 1,04 19,31± 0,80 15,76± 1,03 16,31± 0,75
Глюкоза, ммоль/л 5,79± 0,26 5,41± 0,42 6,23± 0,26 6,68± 0,23* 5,84± 0,20 5,67± 0,21
Холестерол, ммоль/л 3,20± 0,09 3,08± 0,13 3,41± 0,08 3,28± 0,18 3,21± 0,09 3,20± 0,10
Свинець не вливав на концентрацiю у кровi гусей глюкози. Така ж вщсутшсть метаболiчноl ди була характерна i для спiльного введення до рацюну гусей свинцю та сполук селену. У той же час, додавання сполук селену до контрольного (без свинцю) рацюну тдвищувало концентрацш глюкози в кров^ причому при застосуванш аскорбату селену щ змши були статистично вiрогiдними (р<0,05).
Свинець знижував у кровi гусей концентрацш кальцш (р<0,05) i залiза (р<0,05) (табл. 2). Сполуки селену значно послаблювали цю дiю. На концентращя фосфору високий вмiст у кормi свинцю не вплинув. Доданi до контрольного рацюну сполуки селену тдвищували, хоча й статистично не вiрогiдно, концентрацш кальцш та залiза у кровi гусей.
Таблиця 2
Концентрацiя мiкро- i макроелементiв у плазм» кров1 гусей, (М±т, п=5)
Показники Групи гусей
1 2 3 4 5 6
Кальцш, 4,52± 3,62± 4,54± 4,89± 3,99± 4,31±
ммоль/л 0,17 0,13* 0,17 0,31 0,17 0,08
Фосфор, 1,47± 1,56± 1,39± 1,46± 1,45± 1,52±
ммоль/л 0,08 0,05 0,07 0,09 0,07 0,06
Зал1зо, 29,38± 21,76± 32,18± 35,96± 30,97± 31,99±
мкмоль/л 2,11 1,57* 1,36 2,30 1,59 2,09
Селен, 0,40± 0,36± 1,64± 1,69± 1,27± 1,35±
мкмоль/л 0,02 0,03 0,06*** 0,08*** 0,08*** 0,05***
Кадмш, 0,13± 0,12± 0,06± 0,06± 0,07± 0,06±
нмоль/л 0,01 0,02 0,01** 0,02** 0,02** 0,01**
Свинець, 0,12± 1,94± 0,09± 0,08± 0,52± 0,32±
нмоль/л 0,02 0,05*** 0,01* 0,01** 0 04*** 0,03**
168
Введення до складу рацюну 5 гранично допустимих концентрацш свинцю тдвищило його концентрацш у плазмi кровi в 16 разiв, до рiвня який удвiчi перевищуе верхню межу клмчно! норми. Селешт натрiю зменшував концентрацiю свинцю у плазмi кровi гусей, якi отримували нiтрат свинцю, в 4 рази, а аскорбат селену — у 6 разiв (р<0,01), в результат чого його кiлькiсть знижувалася до рiвня у 2 та 3 рази меншого за верхню припустиму межу. Додаш до рацiону контрольних гусей сполуки селену також понижували у плазмi кровi концентрацiю свинцю, яка тд впливом селенiту натрiю зменшилася в 1,3 рази (р<0,05), а тд впливом аскорбату селену — в 1,5 рази (р<0,01). Хоча вмкт кадмiю у плазмi кровi гусей усiх груп був невисоким, селен також зменшував його у середньому вдвiчi (р<0,01).
Додавання до рацюну гусей селену значно збшьшило його концентрацш в кров1 Так, якщо у плазмi кровi гусей контрольно! групи концентращя селену була меншою за норму, то у плазмi кровi дослiдних гусей вона зростала до верхньо! межi норми.
Штрат свинцю дещо знижував концентрацш глобулмв у плазмi кровi (табл. 3), причому вщбувалося це за рахунок у-фракци, вмiст яко! зменшився у пiвтора разу (р<0,01). Додавання до рацюну з високим вмктом свинцю селешту натрiю незначно вплинуло на концентрацiю y-глобулiнiв, кiлькiсть яких залишалася значно меншою нiж у гусей контрольно! групи (р<0,01). Натомкть, аскорбат селену дiяв набагато ефектившше. За його додавання до рацюну з високим вмютом свинцю концентращя у-глобулмв зросла до рiвня контрольно! групи. Значно меншою мiрою штрат свинцю впливав на концентрацiю а- i Р-глобулмв, хоча тенденцiя до !х зниження наявна.
Таблиця 3
Концентрацiя глобултв у плазм» кров1 (М±т, п=5)_
Показники Групи гусей
1 2 3 4 5 6
Глобулши, г/л 35,91± 2,58 30,30± 1,93 34,46± 1,89 37,31± 1,67 28,32± 1,51* 33,44± 2,12
а-глобулши, г/л 12,02± 0,82 12,29± 0,49 11,40± 0,50 11,87± 0,20 10,67± 1,02* 11,22± 1,06
Р-глобулши, г/л 6,75± 1,53 6,34± 1,48 4,74± 1,03 6,09± 1,62 5,60± 0,72 5,72± 1,41
у-глобулши, г/л 17,15± 1,12 11,66± 0,61** 18,32± 1,06 19,35± 0,59 12,05± 0,62** 16,51± 1,37
А/Г 0,50± 0,03 0,48± 0,02 0,53± 0,05 0,52± 0,02 0,56± 0,04 0,49± 0,03
При визначеннi рiзниць у вiдносному вмiстi окремих фракцiй глобулмв встановлено вiдмiнностi порiвняно до рiзниць абсолютних концентрацiй (табл. 3.37). Так, внаслщок низько! загально! кiлькостi глобулмв, у кровi гусей, що отримували штрат свинцю (2-а група) зростав вщсоток !х а-фракцi!, причому вщбувалося це як вщносно загального вмкту бiлка, так i щодо суми глобулмв. Зокрема, частка а-глобулiнiв у складi загального бiлка i сумарних глобулЫв у
169
KpoBi гусей ще1 групи перевищувала вщповщний показник у гусей 1 -ï (контрольно!') групи в 1,2 рази (p<0,05).
Через низький вмют бшка i сумарних глобулмв у кровi гусей, що отримували нiтрат свинцю з селештом натрiю (5-а група), зростала частка а-глобулiнiв (p<0,05), тодi як абсолютна ïx кiлькiсть у гусей ще'' групи була нижчою вщ показника контрольно'' групи (p<0,05). Щодо y-глобулiнiв у кровi гусей 5-ï групи — ïx частка знижувалася меншою мiрою нiж абсолютний показник, хоча вщносно загального бiлка залишалася статистично вiрогiдною (p<0,05). Додавання до рацюну гусей з високим вмктом свинцю аскорбату селену (6-а група) вирiвнювало абсолютний та вiдносний вмкт альбумiнiв i глобулiнiв до показниюв контрольноï групи.
Згодовування гусям свинцю у кшькосп 5 ГДК пригшчувало ïx рiст. Прирости у цих гусей (група 2) були на 12 % меншими (p<0,05), шж у контрольних гусей (група 1). За одночасного додавання до рацюну штрату свинцю та селешту натрш прирости були нижчими вщ приросив гусей контрольноï групи лише на 3,6 %, а за додавання штрату свинцю i аскорбату селену вони навт перевищували вщповщний показник контрольноï групи на 3,7 %. Введення сполук селену до рацюну контрольних гусей також позитивно вплинуло на гх ркт. Так, селешт натрш пщвищував прирости на 2,8 %, а аскорбат селену — на 5,9 %.
Висновки:
1. Штучне навантаження органiзму гусей солями свинцю викликае зниження концентрацiï загального бшка у кровi за рахунок зменшення кiлькостi альбумiну. 2. За штучного навантаження свинцем у ï^ кровi зменшуеться вмiст кальцiю та залiза.3. У кровi гусей, яким вводили у корм 5 ГДК свинцю знижувалася загальна концентращя глобулмв внаслщок зменшення як абсолютноï, так i вiдносноï кiлькостi y-глобулiнiв. 4. Додавання до рацюну гусей селешту натрш або аскорбату селену зменшувало негативну дш свинцю на оргашзм гусей.
Л1тература
1. Chaney R. L. Heavy metal aspects of compost use / R. L. Chaney, J. A Ryan, U. Kukier [et al.] // In: Stoffella PJ, Khan BA, editors. Compost utilization in horticultural cropping systems. — Boca Raton, FL : CRC Press LLC, 2001. — P. 324-359.
2. Dietert R. R. Lead and immune function. / R. R. Dietert, M. S. Piepenbrink // Crit Rev Toxicol. — 2006. — Vol. 36, №4. — P. 359-385.
3. Douglas-Stroebel E. K. Effects of lead-contaminated sediment and nutrition on mallard duckling brain growth and biochemistry / E. K Douglas-Stroebel, D. J. Hoffman, G. L. Brewer [et al.] // Environ Pollut. — 2004. — Vol. 131, № 2. — P. 215-222.
4. El-Sharaky A.S. Protective role of selenium against renal toxicity induced by cadmium in rats / A. S. El-Sharaky, A. A. Newairy, M. M. Badreldeen [et al.] // Toxicology. — 2007. — Vol. 235, № 3. — P. 185-193.
170
Hayxoeuu eicnuK flHYBMET iMeni C.3. f^uцbкого Tom 12 № 2(44) ^acmuna 4, 2010
5. Ettinger A. S. Dietary calcium supplementation to lower blood lead levels in pregnancy and lactation / A. S. Ettinger, H. Hu, M. Hernandez-Avila // J Nutr Biochem. — 2007. — Vol. 18, № 3. — P. 172-178.
6. Flanagan P. R. Mechanisms and regulation of intestinal uptake and transfer of iron / P. R. Flanagan // Acta Paediatr. Scand. Suppl. — 1989. — Vol. 361. — P. 21-30.
7. Fullmer C. S. Intestinal interactions of lead and calcium / C. S. Fullmer // Neurotoxicology. — 1992. — Vol. 13. — P. 799-808.
8. Hengstler J. G. Occupational exposure to heavy metals: DNA damage induction and DNA repair inhibition prove co-exposures to cadmium, cobalt and lead as more dangerous than hitherto expected / J. G. Hengstler, U. Bolm-Audorff, A. Faldum [et al.] // Carcinogenesis. — 2003. — Vol. 24, № 1 — P. 63-73.
9. Hoffman D. J. Developmental toxicity of lead-contaminated sediment in canada geese (Branta Canadensis) / D. J. Hoffman, G. H. Heinz, L. Sileo // Journal of Toxicology and Environmental Health. — 2000. — Vol. http://www.informaworld.com/smpp/title~content=t713667303~db=all~ta b=issueslist~branches=59 - v5959. — P. 235-252.
10. Jihen el H. Protective effects of selenium (Se) and zinc (Zn) on cadmium (Cd) toxicity in the liver and kidney of the rat: histology and Cd accumulation // H. Jihen el, M. Imed, H. Fatima // Food Chem Toxicol. — 2008. —Vol. 46, № 11. — P. 3522-3527.
11. Karabulut-Bulan O. The role of vitamin C, vitamin E, and selenium on cadmium-induced renal toxicity of rats / O. Karabulut-Bulan, S. Bolkent, R. Yanardag, B. Bilgin-Sokmen // Drug Chem Toxicol. — 2008. — Vol. 31, № 4. — P. 413-426.
12. Komarnicki G. J. K. Lead and cadmium in indoor air and the urban environment / G. J. K Komarnicki // Environmental Pollution. — 2005 — Vol. 136 —P. 47-61.
13. Kramarova M. Distribution of cadmium and lead in liver and kidney of some wild animals in Slovakia / M. Kramarova, P. Massanyi, J. Slamecka [et al.] // J. Environ. Sci. Health. A. Tox. Hazard Subst. Environ. Eng. — 2005. — Vol. 40, № 3. — P. 593-600.
14. Kursula P. A structural insight into lead neurotoxicity and calmodulin activation by heavy metals / P. Kursula, V. Majava // Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun. — 2007. — Vol. 63. — P. 653-656.
15. Massadeh A. M. Analysis of cadmium and lead: their immunosuppressive effects and distribution in various organs of mice / A. M. Massadeh, S. Al-Safi // Biol. Trace Elem. Res. — 2005. — Vol. 108, № 1-3. — P. 279-286.
16. Newairy A. A. The hepatoprotective effects of selenium against cadmium toxicity in rats / A. A. Newairy, A. S. El-Sharaky [et al.] // Toxicology. — 2007. — Vol. 5, № 242 (1-3). — P. 23-30.
17. Ohsawa M. Heavy metal-induced immunotoxicity and its mechanisms / M. Ohsawa. // Yakugaku Zasshi. — 2009. — Vol. 129, № 3. — P. 305-319.
171
Hayxoeuu eicnux flHYBMET iMeni C.3. f^uцbкого Tom 12 № 2(44) ^acmuna 4, 2010
18. Oskarsson A. Cadmium in food chain and health effects in sensitive population groups / A. Oskarsson, A. Widell, I. M. Olsson [et al.] // Biometals. — 2004. — Vol. 17, № 5. — P. 531-534.
19. Patrick L. Toxic metals and antioxidants: Part II. The role of antioxidants in arsenic and cadmium toxicity / L. Patrick // Alternative Medicine Review. — 2003. — Vol. 8, № 2. — P. 106-128.
20. Phillips C. J. The effects of cadmium in feed, and its amelioration with zinc, on element balances in sheep / C. J. Phillips, P. C. Chiy, H. M. Omed // J. Anim. Sci. — 2004. — Vol. 82, № 8. — P. 2489-2502.
21. Shih R. A. Cumulative lead dose and cognitive function in adults: a review of studies that measured both blood lead and bone lead / R. A. Shih, H. Hu, M. G. Weisskopf [et al.] // Environ Health Perspect. — 2007. — Vol. 115, № 3. — P. 483-492.
22. Simons TJB The role of anion transport in the passive movement of lead across the human red cell membrane. J Physiol 1986;378:287-312.
23. Vodela J. K. Drinking Water Contaminants (Arsenic, Cadmium, Lead, Benzene, and Trichloroethylene). 1. Interaction of Contaminants with Nutritional Status on General Performance and Immune Function in Broiler Chickens / J. K. Vodela, J. A. Renden, S. D. Lenz [et al.] // Poultry Sci. — 1997. — Vol. 76. — P. 1474-1492.
24. Xiaofan Y. Lead effect on DNA and albumin in chicken blood and the protection of selenium nutrition / Y. Xiaofan, T. Chiachun // Journal of environmental science and health. Part A, Environmental science and engineering. — 1999. — Vol. 34, № 9. — P. 1875-1887.
Summary Vasyltseva L.P., Paranyak R.P. Lviv National University of Veterenary Medicine and Biotechnologies named after
S.Z.Gzhytskyj
EFFECT OF LEAD LOADING ON BIOCHEMICAL AND IMMUNE INDICES IN GEESE BLOOD PLASMA AND CORRECTION BY SELENIUM
Influence of lead nitrate addition to geese diet on blood biochemical profile, heavy metals and minerals concentration and composition of globulins has been investigated.
Lead addition has caused considerable increasing of its concentration in blood plasma and decreasing of blood protein, albumin, calcium, iron and y-globulins concentration. Supplementation of diet with sodium selenite or selenium ascorbate prevented these affects and selenium ascorbate was more effective.
Cmammx nadiumna do peda^ii 20.03.2010
172
