CC BY
41
© Островська С. С.
УДК 661. 848:661. 852: 616. 155
Островська С. С.
ВПЛИВ ВАЖКИХ МЕТАЛ1В НА ВМ1СТ КАЛЬЦ1Ю ТА ЛУЖНО'Г ФОСФАТАЗИ
В КРОВ1 ЩУР1В
ДЗ «Днтропетровська медична академ1я МОЗ УкраГни» (м. Днтропетровськ)
Дана робота е фрагментом науково! теми «Роз-виток \ морфо-функц\ональний стан орган\в \ тканин експериментальних тварин \ людей у норм\, в онтогенез! п\д впливом зовн\шн\х фактор\в», № держ. реестрацп 0111и009598.
Вступ. Поглиблення загального еколопчного дисбалансу сприяе пост\йному збтьшенню \нтен-сивност\ х\м\чного навантаження на орган\зм лю-дини \ тварин [1, 5, 9]. Свинець (РЬ) \ кадм\й (Cd) е найбтьш розповсюдженими токсикантами в Укра!н\. Вони зумовлюють збтьшення вм\сту ток-сичних продукпв у кровоносн\й систем\ й органах, зд\йснюють негативний вплив на функц\ональний стан орган\зму. Характер !х розпод\лу \ ступ\нь на-копичення в тканинах залежить в\д спор\дненост\ з р\зними структурами та б\ох\м\чними компонентами тканин \ орган\в, щ\льност\ утворення комплекс\в \ швидкост\ ел\м\наци [1, 3, 5, 7, 8]. Нагромаджен-ня Cd \ РЬ в орган\зм\ людей зач\пае гомеостаз кальц\ю (Са), який зад\яний в багатьох б\ох\м\чних \ ф\зюлог\чних процесах орган\зму [2, 4, 6]. Коли-вання вм\сту Са п\д д\ею важких метал\в впливае на структуру к\сток, а активн1сть лужно! фосфатази (ЛФ ) прямо пропорц1йна ступеню декальцинац11 к1сткового матриксу [2, 4].
Мета дослщження. Встановлення взаемо-зв'язку м1ж загальним вм1стом Са та ЛФ оргаызм1 щур1в в умовах окремого \ сполученого впливу Cd \ РЬ у концентраци 1/10 Ьй50.
Об'ект I методи дослщження. Дослщи проводили на статевозр1лих щурах-самцях породи °В1стар» з вихщною масою т1ла 200-230 г. Утриман-ня тварин та експерименти проводилися в\дпов\дно до положень «бвропейсько! конвенц11 про за-хист хребетних тварин, яю використовуються для експеримент1в та ¡нших наукових ц1лей» (Страсбург, 1985), «Загальних етичних принцип1в експеримент1в на тваринах», ухвалених Першим нац1ональним кон-гресом з бюетики (Ки!в, 2001).
Використовували 4 групи тварин по 10 особин у кожнм. Щурам 1-! (контрольно!) групи уводили внутршньоочеревинно 0,9 %-ний розчин ЫаС!. Навантаження важкими металами здмснювали щодня протягом 10 дыв шляхом внутр1шньоочеревинного введення хлориду кадмю - 2 група й ацетату свинцю
- 3 група по 1/10 1_050 у 1 мл 0,9 %-ного розчину ЫаС! та сум1|±н солей цих метал1в у тих же концентрац1ях
- 4 група. Вщновний перюд складав 15 \ 30 д1б.
У сироватц\ кров\ щур\в визначали концентраци кальц\ю (ммоль/л) \ активн\сть ЛФ (МЕ/л).
Пор\вняння статистичних характеристик в р\з-них групах \ в динам\ц\ спостереження проводилось з використанням попарного пор\вняння за критер\ями Ньюмана-Кейлса (Мештап-Кеи!в) \ Дан-нета (Duппett); в\рог\дн\сть в\дм\нностей в\дносних показник\в - за критер\ем Х\-квадрат П\рсона (с2) \ двосторонн\м точним критерюм Ф\шера.
Результати досл1джень та 'Гх обговорення. Щоденне уведення тваринам ЫаС1 не впливало на концентрац\ю Са й активн\сть ЛФ у сироватц\ кров\. Величини цих показник\в протягом всього експери-менту залишалися в ц\й груп\ в межах вих\дних. Через 10 д\б запалу в 2-й груп\ виявлялося достов\рне зниження р\вня Са \ лише тенденц\я до п\двищення активност\ ЛФ. (р < 0,05-0,01). У вс\х тварин 3-! груп\ спостер\галося б\льш виражене зменшення концентрац\! Са \ зб\льшення активност\ ЛФ, н\ж у 2-й груп\ (р < 0,001). Така ж тенденц\я збер\гаеться \ при сполучен\й д\! важких метал\в (табл.)
Через 15 д\б в\дновного пер\оду у 2-й груп\ р\вень Са й активн\сть ЛФ у сироватц\ кров\ мали б\льш ви-ражену тенденц\ю до нормал\зац\!, н\ж у 4-й груп\. До цього терм\ну в 4-й груп\ в\дзначалась тенденц\я до зниження активност\ ЛФ \ п\двищення р\вня Са в пор\внянн\ з \нтоксикац\йним пер\одом. Збер\галася достов\рна в\дм\нн\сть цих показник\в в\д вих\дних даних \ тих, що спостер\галися у кадм\ев\й груп\. Через 30 д\б реаб\л\тац\! досл\джуван\ показники в групах розд\льного впливу Cd \ РЬ нормал\зувались, у груп\ сполучено! д\! солей метал\в р\вень Са був зниженим (р < 0,001).
Очевидно, що Cd \ РЬ по р\зному впливають на буферн\ системи Са, що, як в\домо, е в орган\зм\ [2, 4]. Так, РЬ призводить до б\льш значного зниження Са в к\стках, про що св\дчить активн\сть ЛФ у сироватц\ кров\, яка вище, н\ж у кадм\ев\й груп\. Ц\ результати п\дтверджують добре в\дому властив\сть РЬ переважно накопичуватися \ надовго затримува-тися в к\стков\й тканин\ [1]. Однак п\сля припинен-ня запалу РЬ к\сткове депо Са, судячи з динам\ки його нормал\зац\! й активност\ ЛФ у сироватц\ кров\, в\дновлюеться пов\льн\ше. Зниження р\вня Ca на 27,8 % у сироватц\ кров\ щур\в 3-м\сячного в\ку при наявност\ ацидозу було виявлено п\сля запалу Cd у б\льш низьк\й концентрац\! (1/50 _D50), н\ж та, яка
Таблиця
Вплив солей кадм1ю i свинцю на концентращю кальщю й активнють лужноТ фосфатази в
сироватц KpoBi щурiв (M ± SD)
Показник Вихщш дат Доба Пюля ш'екцм
1 група (NaCI) 2 група (Cd) 3 група(Pb) 4 група (Cd + Pb)
Вмют Са в сироват^ кров^ ммоль/л 2,11 ± 0,04 10 2,10 ± 0,08 1,74 ± 0,05* 1,23 ± 0,08*# 1,06 ± 0,04*#
25 (15) 2,12 ± 0,04 1,99 ± 0,22 1,65 ± 0,06*# 1,22 ± 0,07*#
40 (30) 2,13 ± 0,01 2,10 ± 0,10 1,95 ± 0,08*# 1,84 ± 0,06*#
Активнють ЛФ в сироват^ кров^ МЕ /л 179,3 ± 18,6 10 177,0 ± 16,4 200,6 ± 10,1 276,0 ± 20,6*# 297,0 ± 32,6*#
25 (15) 180,2 ± 14,3 196,6 ± 4,5 222,0 ± 31,6*# 262,8 ± 22,1*#
40 (30) 178,7 ± 17,6 180,4 ± 21,6 188,0 ± 31,6 195,6 ± 44,4
Пpимiтка: * - р < 0,05-0,001 порюняно з 1-ю групою (за критерии Даннета); # - р < 0,05-0,001 поршняно з 2-ю групою (за критер1ем Ньюмана-Кейлса); У дужках вказана доба виновного перюду.
використовувалася у даному експеримент (1/10 Висновки.
LD50) [4, 7]. 1. Кадммева штоксика^я викликае бтьш значне
Таким чином, при дм на щур1в солей Cd i Pb, зниження вмюту кальцю.
кадм1ева iнтоксикацiя викликае бтьш значне зни- 2. Активнють лужно! фосфатази у бiльшому
ження вмюту кальцю. Збiльшення концентрацiI ЛФ ступенi характерна для свинцево! штоксикацп.
в сироватцi кровi бiльш виражене пюля свинцево! 3. Адитивний ефект кадмiю i свинцю в динамщ
iнтоксикацiI. Адитивний ефект Cd i Pb простежуеться спостережень проявляеться в зниженн здатностi
також вiдносно метаболiзму Са, дефiцит якого пiсля оргаызму до вiдновлення концентрацп кальцiю та
запалу виражений бтьшою мiрою i вiдновлення його бiльш високому дефщит^ нiж при окремiй дм
рiвня якого пiсля припинення сумюно! дм металiв металiв.
подовжуеться в часк Öi факти свiдчать про взаемне Перспективи подальших досл1джень. Вияв-
посилення металами !х токсичних властивостей, лення особливостей сполученого впливу радiацi!
здатност знижувати рiвень загального кальцiю в та солей важких металiв на стан кюткового матрик-
органiзмi, впливати на мЫеральний обмiн та стан су за показниками бiохiмiчних та морфолопчних
кiсткового матриксу. дослiджень.
Л1тература
1. Ахметзянова Э. X. Роль свинца в формировании артериальной гипертензии: (обор литературы) / Э. X. Ахметзянова, А. Б. Бакиров // Медицина труда и пром. экология. - 2006. - № 5. - С. 17-22.
2. Буферные системы в регуляции гомеостаза кальция у человека / И. П. Ермакова, А. Л. Левин, И. А. Пронченко [и др.] // Физиология человека. - 1992. - Т. 18, № 4. - С. 120-124.
3. Дмитруха Н. М. Експериментальне доошдження впливу важких металiв (свинцю та кадмю на неспецифiчну резистентнють оргашзму бтих щурiв / Н. М. Дмитруха // Современные проблемы токсикологии. - 2004. - № 4. -C.27-31
4. Микроэлементозы человека: (этиология, классификация, органопатология) / А. П. Авцын, А. А. Жаворонков, М. А. Риш [и др.]. - М. : Медицина, 1991. - 496 с.
5. Трахтенберг И. М. Тяжелые металлы как химические загрязнители производственной и окружающей среды / И. М. Трахтенберг // Довюлля та здоров'я. - 1997. - № 2. - С. 48-51.
6. Blood lead below 0. 48 micromol/L (10 microg/dL) and mortality among US adults / A. Menke, P. Muntner, V. Batuman [et al.] // Circulation. - 2006. - Vol. 114. - P. 1388-1394.
7. Cadmium is a novel and independent risk factor for early atherosclerosis mechanisms and in vivo relevance / B. Messner, M. Knoflach, A. Seubert [et al.] // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. - 2009. - Vol. 25, № 6. - P. 426-230.
8. Lead-induced dysregulation of superoxide dismutases, catalase, glutathione, peroxidase and guanylate cyclase / F. Farmand, A. Ehdaie, C. K. Roberts [et al.] // Environ. Res . - 2005. -Vol. 98, № 9. - P. 33-39.
9. Van Den Heuvel R. L. Use of in vitro assays to assess hematotoxic effects of environmental compounds / R. L. Van Den Heuvel, H. Leppens, G. E. Schoeters // Cell. Biol. Toxicol. - 2001. - Vol. 17, № 2. - P. 107-116.
УДК 661. 848:661. 852: 616. 155
ВПЛИВ ВАЖКИХ МЕТАЛ1В НА ВМ1СТ КАЛЬЦ1Ю ТА ЛУЖНОТ ФОСФАТАЗИ В КРОВ1 ЩУР1В Островська С. С.
Резюме. В сироватц кровi щурiв визначали вмют загального кальцю та лужно! фосфатази при окремм та сполученм дм кадмию i свинцю. Збтьшення концентраци лужно! фосфатази в сироватц кровi бтьш вира-жене пюля свинцево! штоксикаци. Кадмнева Ытоксика^я викликае бтьш значне зниження вмюту кальцю. Адитивний ефект кадмю i свинцю в динамМ спостережень проявляеться в знижены здатнос^ оргаызму
до нормал1заци BMicTy кальцю в KpoBi та наявност його бтьш високого дефщиту, ыж при окремм дм важких метал1в.
Ключов1 слова: свинець, кадмм, лужна фосфатаза, кальцiй.
УДК 661. 848:661. 852: 616. 155
ВЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА СОДЕРЖАНИЕ КАЛЬЦИЯ И ЩЕЛОЧНОЙ ФОСФАТАЗЫ В КРОВИ КРЫС
Островская С. С.
Резюме. В сыворотке крови крыс определяли содержание общего кальция и щелочной фосфатазы при отдельном и сочетанном действии кадмия и свинца. Увеличение концентрации щелочной фосфатазы более выражено после свинцовой интоксикации. Кадмиева интоксикация вызывает более существенное снижение содержания кальция. Аддитивний эффект кадмия и свинца в динамике наблюдений проявляется в снижении способности организма к нормализации содержания кальция в крови и наличия его более высокого дефицита, чем при отдельном действии тяжелых металлов.
Ключевые слова: свинец, кадмий, щелочная фосфатаза, кальций.
UDC 661. 852:546. 41:616. 419
The Influence of Heavy Metals on the Content of Calcium and Alkaline Phosphatase in the Rats' Blood
Ostrovs'ka S. S.
Abstract. Introdaction. Intensification of general ecologic disbalance assists the permanent increase of intensity of chemical loading on the organism of a man and the animals. Lead and cadmium are the widespread toxic substances in Ukraine. They predetermine the increase pf content of toxic substances in the circulatory system and organs make negative influence on the functional state of the organism. The accumulation of cadmium and lead in the man's organism touches the homeostasis of calcium that is involved in many biochemical and physiological processes of the organism. Oscillation of the content of calcium under the action of metals influences on the structure of bones and demineralization of the skeleton depends on the content of the lysosomal enzyme of alkaline phosphatase.
The aim of the study was determination of intercommunication between general content of calcium and alkaline phosphatase in the organism of rats in the condition of separate and united influence of cadmium and lead.
Material and methods. The experiments were conducted on the pubescent rats-males. Loading of the heavy metals was carried out every day during 10 days by intra-abdominal introduction of chloride and cadmium - 1 group and lead acetate -2 group - in 1/10 LD50 in 1 ml of 0.9 % solution of NaCl and mixture of salts of these metals in the same concentrations -3 group. Intra-abdominal 0.9 % solution of NaCl was introduced to the rats of 4 (control) group. The recovery period was 15 and 30 days. In the serum of the rats' blood it was determined the concentration of general calcium (mmol/l) and activity of alkaline phosphatase.
The comparison of the statistical description in different groups and in the dynamics the supervision was conducted with the use of pairwise comparison of the criteria of Neuman-Keuls and Dunnett.
Results and discussion. Daily introduction to the animals of NaCl did not influence on the concentration of calcium and activity of alkaline phosphatase in the blood serum. In 10 days of poisoning the reliable decline of calcium level and the increase of activity of alkaline phosphatase were determined in the blood serum of all the animals. To the same term in 3-d group (injection of lead acetate) it appeared more than 2-nd group, the decline of calcium level and the increase of activity of alkaline phosphatase in the blood serum (p < 0,05-0,01). To the end of the poisoning in the 4-th group (injection of cadmium and lead) there was the reduction of the concentration of calcium level and the increase of activity of alkaline phosphatase in a considerably greater degree than in 2-nd group (p < 0,001).
In 15 days of the restoration period in the -2-nd group the calcium level and alkaline phosphatase had a greater tendency to normalization than in 3-d group. To this term in the 4-th group there was a tendency to the decline of activity of alkaline phosphatase and the increase of calcium level as compared with intoxication period, the reliable difference of these indexes was kept from the initial data and from those that were observed in cadmium group. In 30 day of rehabilitation the indexes of alkaline phosphatase in the groups of separate influence of cadmium and lead were normalized and the content of calcium in the blood serum of the animals of 3-d group remained lowered comparatively with 1-st group. At the same time, in the group of the united action of salts and metals the calcium level in the blood serum was lowered (p < 0,001).
The conclusion. Cadmium intoxication causes more considerable decline of the content of calcium. The activity of alkaline phosphatase in a greater degree is typical for leaden intoxication. The additive effect of cadmium and lead in the dynamics of the supervisions shows in the decline of ability of an organism to the restoration of calcium concentration and its bigger deficit than at the separate action of metals.
Keywords: lead, cadmium, alkaline phosphatase, calcium.
Рецензент - проф. Костенко В. О.
Стаття надшшла 22. 08. 2014 р.
