CC BY
23
УДК 615:619:612.015.
Буцяк В.1., доктор с.-г. наук, професор ®
Лье1еський нащональний утеерситет еетеринарног медицины та бютехнологт ¡мет С.З.Гжицького
ВПЛИВ ВАЖКИХ МЕТАЛ1В НА ОКРЕМ1 ГЕМАТОЛОГ1ЧН1 I
БЮХ1М1ЧШ ПОКАЗНИКИ КРОВ1 КОР1В НА ФОН1 ДП ЦЕОЛ1ТУ
Дослгджено еплие еажких метал1е на окрем1 гематолог1чш та бюхгмгчт показники у жуйних теарин. Установлено, що сол1 еажких метал1е негативно еплиеаеть на гематолог1чш показники кроег та метабол1чш процеси е оргашзм1 кор\е, зокрема на бглкоеий, еуглееодний I мшеральний обмт. Згодоеане цеолтоеого борошна сприятлиео еплиеае на гематолог1чш показники кроег, а також актиеуе процеси енергетичного, пластичного та м1нерального обм1ну.
Ключовi слова: еажкг метал1, токсичний еплие, адсорбенти, гематолог1чш I б1ох\м\чн1 показники.
Вступ. Еколопчна ситуащя, що склалася на територи Укра!ни через неконтрольоваш викиди промислових пщприемств, внаслщок авари на ЧАЕС та шших техногенних порушень, створила зростаючу загрозу здоров'ю тварин та людей. Важлива роль у цьому процес належить важким металам, яю володшть високою токсичнiстю, здатнiстю нагромаджуватися в органiзмi тварин i людей, викликати шкiдливi ефекти, навiть у низьких концентращях, що е обгрунтованою причиною вщнесення !х до прiоритетних забруднювачiв виробничого та оточуючого середовища [5]. Велик промисловi об'екти здатнi забруднювати довкшля на десятки кiлометрiв. Виробничi викиди останшх, у рядi випадкiв, можуть призвести до створення штучних, локальних бiогеохiмiчних провiнцiй, якi займають досить велию територп [1]. На вiдмiну вiд органiчних сполук, токсичнi метали не руйнуються у грунтi та вод^ а нагромаджуються i м^рують трофiчними ланцюгами.
Тому метою наших дослщжень було вивчити окремi гематолопчш та бiохiмiчнi показники кровi корiв, якi постiйно перебувають у локальнш зонi з пiдвищеним вмiстом важких металiв у кормах, а також впливу на щ показники природного адсорбенту - цеол^ як мшерально! кормово! добавки.
Матер1ал 1 методи. Дослiдження проводили на 15 коровах-аналогах чорно-рябо! породи. Контролем служили тварини з еколопчно чисто! зони ТзОВ "Зоря" К-Бузького району. Дослщш групи (по 5 голiв) були завезет з даного господарства до ТзОВ "Зубра", земельш угiддя якого безпосередньо межують з цементним комбшатом, потужним забруднювачем довкiлля. Рацiони годiвлi були однаковими за набором кормiв i поживнiстю. II дослiднiй груш, додатково, до основного ращону згодовували цеолiтове борошно у дозi 4 г на 1 кг живо! маси.
® Буцяк В.1., 2008
8
Кров забирали в скляш npo6ipra з розчином гепарину як антикоагулянту. Еритроцити одержували шляхом центрифугування цшьно1 кровi 15 хв за 700g, а сироватку - тсля И вiдстоювання 1 год за 37оС з наступним центрифугуванням. Кшькють еритроцитiв та лейкоцитiв дослщжували за загальноприйнятою методикою, вмiст гемоглобiну визначали гемiглобiнцiанiдним методом (В.В.Меньшиков, 1988). В еритроцитах дослщжували АТФ-азну актившсть за приростом неорганiчного фосфату. У сироватщ кровi дослiджували активнiсть церулоплазмiну за методом Houskin, модифiкованого Мотельштейном [6], лужно! фосфатази за методом Боданского та кальцш комплексометричним методом. Концентращю неорганiчного фосфату дослiджували методом Фюке та Суббарова [8] з використанням аскорбшово! кислоти як вщновника. У сироватцi кровi вмiст загального бiлка визначали з використанням набору Simko Ltd - бiуретовим методом, сшввщношення в ньому фракцiй -електрофорезом на ацетат целюлози в автоматичному режим^ залишковий азот методом К'ельдаля. Рiвень вiльних амiнокислот дослщжували на амшокислотному аналiзаторi НД - 1200 Е, сечовину та ЛЖК (летких жирних кислот), загальноприйнятими методами за допомогою наборiв фiрми LA CHEMA. Актившсть аспартатамшотрансферази (АсАТ) та аланшамшотрансферази (АлАТ) визначали унiфiкованим
диштрофеншгщразиновим методом Райтмана-Френкеля [7]. Отриманi результати обробляли методами варiацiйноl статистики з використанням t -критерiю вiрогiдностi Стьюдента [4].
Результати дослiджень. Попередшми дослiдженнями було встановлено високий вмют, який перевищував МДР в кормовому ращош дослщно1 групи корiв рухомих форм Cd, Pb, Hg та Zn. За таких умов, важю метали негативно впливають на гематолопчш показники кровi та метаболiчнi процеси, зокрема на бiлковий, вуглеводний i мшеральний обмiн. Встановлено, що концентращя еритроцитiв у I дослiднiй груш корiв дорiвнюe 4,86 х 1012/л i була на 21,7% нижче контрольних показникiв, закономiрно, що кшьюсть гемоглобiну також знизилась на 25,0% i дорiвнювала 76,8 г/л (обидва показники були нижчi за фiзiологiчнi норми), рiвень лейкоцитiв, навпаки, у 1,76 рази перевищував контроль i дорiвнював 11,98 х 109/л, що вщповщае верхнiй межi фiзiологiчноl норми (4,5-12,0 х 109/л), проявляючи незначний лейкоцитоз (табл. 1).
Вщомо, що ефектившсть еритропоезу за хрошчно1 штоксикаци важкими металами знижуеться, гальмуються ферментш системи, якi забезпечують синтез попередника гема та еритроциив у юстковому мозку. Важкi метали мають здатшсть руйнувати еритроцити, що призводить до зменшення кiлькостi еритроцитiв та гемоглобiну у кровi I дослiдноl групи. Актившсть церулоплазм^ знизилась вiдповiдно на 16,1%, що також опосередковано впливае на концентращя еритроциив та гемоглобiну, оскiльки церулоплазмiн i мiдь стимулюють синтез останнiх [2]. Активнiсть АТФ-ази в еритроцитах I дослщно1 групи корiв знизилась на 34,9%, очевидно, це пов'язано iз змiнами концентрацш йонiв Mg2+ та Са2+, що е активаторами даного ферменту. У I
9
дослщнш груш рiвень кальцш зменшився на 22,5% з одночасним зниженням на 47,0% активност лужно! фосфатази порiвняно з контролем.
Таблиця 1
Показники гематологiчних 1 б1о\1м1чни\ дослщжень 1 М ± т, п = 5).
Показники та одинищ вим1ру Контроль I дослщна II дослвдна
Кшьюстъ еритроципв, 1012/л 6,20 ± 0,24 4,86 ± 0,22* 5,68 ± 0,24
Кшьюстъ гемоглоб1ну, г/л 102,4 ± 4,82 76,8 ± 3,86* 90,6 ± 3,12*
Кшьюстъ лейкоципв, 109/л 6,80 ± 0,22 11,98 ± 0,54* 9,68 ±0,44*
АТФ-аза, мкмоль/мл/хв 0,063 ± 0,005 0,041 ± 0,003* 0,056±0,002*
Церулоплазмш, мкмоль/л 0,810 ± 0,07 0,680 ± 0,03* 0,770 ± 0,04
Лужна фосфатаза, Од. Боданского 3,14 ± 0,19 1,98 ± 0,11* 2,64 ± 0,15*
Са, ммоль/л 2,76 ± 0,14 2,14 ± 0,12* 2,52 ± 0,14
Р, ммоль/л 1,48 ± 0,05 1,78 ± 0,10* 1,56 ± 0,08
Вщношення Са/Р 1,86 1,20 1,61
Загальний бшок, г/л 71,3±1,64 61,9±1,73* 69,6±1,82
Альбумши, % 34,28±1,45 26,42±1,96* 33,18± 1,38
а - глобулши, % 16,52±1,08 19,86±1,33 16,80±0,98
Р-глобулши, % 18,64±1,12 20,00±1,42 19,00±1,26
у - глобулши, % 30,56±0,85 33,80±0,66* 31,02±0,72
Примтка: табл. 1-2 * - змти показните, що е1рог1дн1 егдносно контрольних параметр1е (Р<0,05).
Пщвищення рiвня неоргашчного фосфату на 20,2% може вщбуватися за рахунок пригшчення процесiв фосфоролiзу, а також здатност окремих важких металiв (свинцю) активувати кислу фосфатазу. За даними лiтератури вiдомо, що механiзм розвитку свинцево! штоксикаци безпосередньо пов'язаний з порушеннями гомеостазу кальцiю. Водночас, слщ зазначити, що у I дослщнш груш знижусться кальцiй-фосфорне спiввiдношення до 1,20 (оптимальне - 1,5-2,0).
Корекщя кормового рацiону (II дослiдна група) цеол^овим борошном, запобiгало розвитку хрошчно! штоксикаци важкими металами органiзму тварин. Так, рiвень еритроцитiв та гемоглобiну збiльшились на 16,9 та 17,9%, а !х кiлькiсть (5,68 х 1012/л i 90,6 г/л) була в межах фiзюлоriчно! норми, з одночасним зменшенням рiвня лейкоцитiв на 19,2%. Активност АТФ-ази, церулоплазмiну та лужно! фосфатази були вищими на 36,6; 13,2 та 33,3% за показники I дослщно! групи. Вмют кальщю зрiс на 17,7% з одночасним зменшенням на 14,1% концентраци неоргашчного фосфату. Кальцш-фосфорне спiввiдношення (1,61) було в межах фiзiологiчноl норми. Виявлено, що при згодовуваннi кормiв з високим вмiстом важких металiв спiввiдношення мiж фракцiями бiлкiв сироватки кровi не залишаеться сталою: кшькють окремих бiлкових фракцiй знижуеться, а шших - пiдвищуеться. Згодовування природних адсорбентiв сприяе достовiрним змiнам загального бiлка, а також його фракцш. Встановлено, що рiвень загального бшка та альбумiнiв вiдповiдно зросли на 12,4 та 25,5%, що вказуе на пщвищення бшоксинтезуючо! функци печшки.
Альбумiни здатнi зв'язувати i переносити велику кiлькiсть сполук, особливо аншони (жирнi кислоти, бiлiрубiн), ксенобiотики (сторонш молекули), катiйони металiв (в тому чи^ катiйони важких металiв), що попереджуе можливiсть !х швидкого збшьшення в кров'яному руслi. Рiвень а- i
10
у- глобулшв у сироватщ кровi II дослщно! групи тварин порiвняно до контролю не достовiрно зросла, що вказуе на вщсутшсть гострих запальних процеав, хронiчних захворювань органiв травлення та печшки. Кiлькiсть Р-глобулшв у сироватщ кровi суттево не змiнилась i була однаковою у всiх групах корiв, що вказуе на фiзiологiчно нормальнi метаболiчнi процеси обмiну лшвдв за даних умов експерименту.
У сироватцi кровi II дослщно! групи тварин виявлено суттевi вiдмiнностi вмiсту залишкового азоту, вшьних амiнокислот та сечовини (табл.2). Рiвень залишкового азоту та вшьних амшокислот у сироватцi кровi I дослщно! групи корiв перевищуе на 19,4% та 35,8% аналопчш показники контрольно! групи корiв. Це свщчить про посилений катаболiзм бiлкiв, хоча, рiвень сечовини у сироватцi кровi I дослiдно!' групи збiльшився у 2 рази. В аналопчних дослщженнях було з'ясовано, що за хрошчно! iнтоксикацi! корiв важкими металами проявляеться гiпергiкемiя та знижуеться толерантнiсть до глюкози. Високий рiвень глюкози в кровi I дослiдно! групи перевищуе на 63,2% вщповщш показники контрольно! групи корiв з одночасним зменшенням молочно! кислоти на 28,5%, що свщчить про гальмування анаеробних процеав перетворення вуглеводiв. Концентрацiя летких жирних кислот у I дослщнш груш також зменшилась на 28,5% порiвняно з контролем.
Таблиця 2
Деяк б1ох1м1чн1 показники кров1 дослщних кор1в (М ± т, п=5)_
Показники Контрольна I дослгдна II дослгдна
Залишковий азот, мг/л ** 524,6 ± 3,11 626,4 ± 9,81* 546,2 ± 6,06*
Сечовина, ммоль/л** 5,31 ± 2,08 11,1 ± 0,89* 7,48 ± 0,62*
Актившсть АсАТ, нкат ** 282,2±9,64 228,1 ± 6,60* 268,6 ± 5,90
Актившсть АлАТ, нкат ** 144,1±5,51 133,4 ± 5,98 139,4 ± 5,18
Глюкоза, ммоль/л 1,28 ± 0,04 2,09 ± 0,10* 1,58 ± 0,06*
Шруват, ммоль/л 0,21 ± 0,02 0,27 ± 0,03 0,23 ± 0,02
Лактат, ммоль/л 1,86 ± 0,07 1,33 ± 0,08* 1,67 ± 0,04*
Вм1ст вшьних амшокислоти, ммоль/л** 3,12 + 0,05 4,24 + 0,11* 3,53 + 0,06*
Лети жирш кислоти, мг/л** 148,8 + 3,23 106,4 + 4,61* 127,9 + 3,08*
Примтки: ** - сироеатка крое\.
Актившсть АсАТ i АлАТ сироватки кровi I дослiдно! групи знизилась вiдповiдно на 19,2 та 7,5%. Коефщент де-Ретiса (вiдношення АсАТ до АлАТ) мае тенденщю до зниження i дорiвнюе 1,71, що на 14,5% нижчий за коефщент контрольно! групи. Згодовування II дослщнш груш цеол^ового борошна як адсорбенту та йонообмшника у зазначенiй дозi сприятливо впливае на бiлковий i вуглеводний обмш. Так, у сироватцi кровi II дослiдно! групи кiлькiсть вшьних амшокислот та сечовини зменшились вщповщно на 16,8 та 32,7% до вщповщних показникiв I дослiдно! групи корiв. Рiвень глюкози i трувату також знизився вiдповiдно на 34,5 i 24,9%, а молочно! кислоти зрш на 25,5% порiвняно з I дослщною групою, що, можливо, свiдчить про стимуляцiю процесiв глiколiзу.
11
Висновки. Беручи до уваги даш про вмют бшка, залишкового азоту, сечовини, вiльних амшокислот, метаболiтiв вуглеводного обмiну та активност амiнотрансфераз, а також враховуючи, що змiни даних параметрiв вирiвнювались у напрямку до меж фiзiологiчноï норми, можна вважати, що цеол^и виконують роль позитивного регулятора метаболiзму азотистих сполук та вуглеводiв, що узгоджуеться з даними подiбних дослiджень. Використання цеолiтового борошна дрiбного помелу в дозi 4 г на 1 кг живоï маси як мiнеральноï кормовоï добавки до ращону з пiдвищеним вмiстом важких металiв, сприятливо впливае на гематологiчнi показники кров^ а також активуе процеси енергетичного, пластичного та мiнерального обмiну, що пiдвищуе продуктивнi якостi корiв.
Л1тература
1. Буцяк В.1. Способи попередження м^ацп важких металiв у бюлопчш об'екти// Науковий вiсник ЛНАВМ iменi С. З. Гжицького. -Львiв, 2004.-Т.6 (№3)- Ч.3.-С.19-28
2. Губський Ю.1., Ерстенюк Г.М. Вивчення компонент систем гемоглобiну та антиоксидантних ферменив за кадмiевоï iнтоксикацiï// Укр.бiохiм.журн.-2002.-т.74, №5.-С.124-127.
3. Калачнюк Г.1., Фоменко 1.С., Лицур Ю.М. та ш. Бiологiчна дiя сорбентiв в оргашзм^/Пращ 2-го Захiдноукраïнського симпозiуму з адсорбцп та хроматографiï. - Львiв, 2000. - С. 203-207.
4. Кокунин В.А. Статистическая обработка при малом количестве опытов// Укр.биохим.журш-1975. -т.47, №6.-С.776-791.
5. Кравщв Р.Й., Буцяк Г.А., Буцяк В.1. Токсичний ефект комбшовано!' дiï солей важких металiв на оргашзм щурiв//Вiсник аграрно1' науки.-2007.-№1.-С.33-36.
6. Методика використання показниюв активностi металоферменив кровi з метою гiгiенiчноï ощнки впливу на органiзм людини комплексу шкщливих факторiв/Методичнi рекомендацiï.-К.-1994.-17с.
7. Методы исследования в пропатологии (биохимические)/ О.Г.Архипова, Н.Н.Шадская, Л.С.Семенова и др.-М.:Медицина.-1988-208с.
8. Fiske W., Subbarow Y. The colorimetric determination phosphorus//J.Biol.Chem.-1925.-66.-№ 1.-Р.375-400.
Summary Boutsyak V.I.
INFLUENCE OF HEAVY METALS ON SEPARATE HAEMATOLOGICAL AND BIOCHEMICAL INDEXES OF BLOOD OF COWS ON A BACKGROUND THE ACTION OF ZEOLITE
Influence of heavy metals is explored on separate hematological and biochemical indexes at ruminant animals. Set, that salts of heavy metals negatively vplivaet on the hematological indexes of blood and metabolic processes in the organism of cows, in particular on an albumens, carbohydrate and mineral metabolism. Zeolites flour affects the hematological indexes of blood, and also activates the processes of power, plastic and mineral metabolism.
Key words: heavy metal, toxic influencing, adsorbents, hematological and biochemical indexes.
Стаття надшшла до редакцИ' 6.02.2008
12
