CC BY
17
УДК 577.124/.128:615.9:546.48:636.028
Мельникова Н.М., кандидат бюлопчних наук, професор @ Ворошилова Н.М., кандидат бюлопчних наук, ст. викладач Нацюнальний утверситет бюресурав I природокористування Украгни, м. Кигв
ВЗАСМОЗ'ЯЗОК ЗМ1Н ВУГЛЕВОДНОГО МЕТАБОЛ1ЗМУ ТА М1НЕРАЛЬНОГО ГОМЕОСТАЗУ В ОРГАН1ЗМ1 ЩУР1В, ОТРУСНИХ
КАДМ1Ю СУЛЬФАТОМ
Результатами проведених дослгджень встановлено зростання вм1сту глюкози в кровI отруених щур1в, пор1вняно з гг вмятом у ¡нтактних тварин, що обумовлено глтогенол1зом з1 зменшенням вм1сту глтогену в печшщ та виникненням г1пергл1кемп. Зростання вм1сту калт та магнт на фон\ зниженого вм1сту натрт в кровг отруених щур1в може св1дчити про порушення мембранних транспортних мехашзм1в, що призводить до дисбалансу мтеральног р1вноваги.
Ключовi слова: кадмт сульфат, глюкоза, калт, натрт, магшй, щури, отруення, кров, гомеостаз.
Вступ. За останш десятирiччя значно збшьшилася кшьккть хiмiчних сполук, з якими контактуе людина. Особливо небезпечним е забруднення довкшля важкими металами, i зокрема кадмiем та його солями, яким притаманна висока бюлопчна актившсть. Антропогенний внесок надходження кадмш в атмосферу перевищуе потрапляння його природним шляхом бшьше шж втрич^ Кадмш належить до металiв, що здатш акумулюватися в тканинах, особливо в печшщ, нирках i кiстках [4 ]. Активащя процесiв пероксидного окиснення лшвдв е важливим етапом токсичного прояву кадмiевоl штоксикаци, внаслiдок чого порушуеться активнiсть мембрано зв'язаних ферменив, транспорт юшв i проникнiсть кл^инних мембран [1, 6 ]. Змши структури та проникностi бiомембран за умов токсично! ди солей кадмш е одшею з причин виникнення дисбалансу ензимних систем у кл^иш, що призводить до змiни гомеостазу оргашзму. Змiни макроелементного складу оргашзму отруених тварин порушують перебiг багатьох метаболiчних процесiв. Вiдомо, що юни кадмiю здатнi реагувати з функцюнальними групами бiлкових молекул, зокрема сульфгщрильними, викликаючи окиснювальний стрес i пригшчуючи ряд бiокаталiтичних процесiв [5 ]. Це в свою чергу призводить до змш бшкового, лiпiдного, вуглеводного, а також мшерального гомеостазу оргашзму. Тому вияснення закономiрностей порушень метаболiзму за умов штоксикаци кадмiем е важливим завданням медично! i бюлопчно! науки.
Матер1ал 1 методи. Дослщження проводились на базi кафедри бiохiмil тварин, якостi i безпеки сшьськогосподарсько! продукци iм. акад. М.Ф. Гулого, вiварiю Навчально-наукового iнституту ветеринарно! медицини та якост i безпеки продукци тваринництва. У дослiдах було використано бших
® Мельникова Н.М., Ворошилова Н.М., 2010
238
лабораторних щурiв 6-мкячного вжу (перюду статево! зрiлостi). Отруення щурiв проводилось упродовж 14 дiб внутрiшньочеревним введенням кадмiю сульфату, який попередньо розчиняли в 0,9 % розчиш натрш хлориду, з розрахунку 0,134 мг/100г маси тiла тварини, що становить 1/50 LD50 [2]. Експерименти були проведен за наступною схемою: I група - штактш щури; II група - щури, отруеш кадмiю сульфатом. Декапiтацiю тварин проводили тд етерним наркозом. Вмют глюкози, натрiю, калiю та магнш визначали у плазмi кровi на бiохiмiчному аналiзаторi „Microlab - 200" (Нщерланди) за методикою, яка визначена шструкщею, iз застосуванням стандартних наборiв реактивiв фiрми HUMAN UKRAINE (Укра!на).
Результати дослщження. Глюкоза являеться основним енергетичним субстратом, що використовуеться уама органами i тканинами, якi поглинають И з кровi залежно вщ особливостей обмiну в них i потреби в енергозабезпеченнi сво!х функцш [3 ]. Результати проведених дослщжень свiдчать про збiльшення вмiсту глюкози в кровi отруених щурiв на 30 %, порiвняно з l! вмiстом в кровi iнтактних тварин (табл.). Така змша вмiсту глюкози вказуе на розвиток гшерглжеми та вказуе на зниження штенсивност аеробних i анаеробних процесiв в печшщ тварин пiд впливом кадмiю сульфату. Це е наслщком пiдвищення розщеплення глiкогену i використання глюкози, яка бере участь в утворенш та функщонуванш компенсаторно-захисних механiзмiв при ди важких металiв в органiзмi [5, 6 ]. З шшого боку, за умов отруення солями кадмш високий вмкт глюкози може бути зумовлений збшьшенням рiвня кортикостеро1дов у кровi та зв'язуванням iнсулiну рецепторами плазматичних мембран кл^ин, що обмежуе транспорт глюкози i блокуе l! трансформацiю.
Таблиця.
Показники вуглеводного та мшерального гомеостазу в органпмп щур1в,
отруених кадмпо сульфатом, ммоль/л, (М ± m, n=10)
Показники 1нтактш щури Щури, отруеш кадмш сульфатом
Глюкоза 7,10 ± 0,50 9,20 ± 0,64*
Натрш 145,0 ± 10,2 130,2 ± 9,4
Калш 6,50 ± 0,44 7,80 ± 0,50*
Магнш 1,77 ± 0,13 2,10 ± 0,17*
Примггка: * - змши в1ропдш вщносно показник1в штактних щур1в (Р<0,05).
Вiдомо, що кадмш може конкурувати з юнами i порушувати -залежну транспортну систему, яка забезпечуе транспорт глюкози та шших метаболiтiв [3 ]. Результати наших дослщжень стверджують думку про те, що токсичний вплив солей кадмш сприяе виникненню гiперглiкемiчного стану органiзму тварин [7 ]. Поряд з цим вщзначаються змши мiнерального гомеостазу в органiзмi тварин. Так, в кровi отруених щурiв встановлено вiрогiдне збiльшення вмкту калiю на 20 %, натомкть спостерiгаеться тенденцiя до зниження вмкту натрiю, порiвняно з 1хшм вмютом в кровi iнтактних тварин. Подiбний механiзм виникнення гшерглжеми на фош змiн вмiсту натрiю та
239
калш в KpoBi може свщчити про прискорення всмоктування глюкози у кишечнику, зокрема пригшчення енергетичного обмшу в гепатоцитах, оскшьки натрш сприяе збiльшенню надходження глюкози у кл^ину [8 ]. Поряд 3i збiльшенням вмiсту калiю вщзначаеться зростання вмiсту магнiю в кровi отруених щурiв на 19 %, порiвняно з його вмiстом в кровi iнтактних тварин, що, можливо, обумовлено стимуляцiею магнiю гексокiназноï реакци. Збiльшення вмiсту калiю свiдчить про штенсившсть енергетичного обмiну в печшщ, переключаючи анаеробнi процеси в гепатоцитах на аеробш [3 ].
Таким чином, в умовах отруення щурiв кадмш сульфатом взаемозв'язок змiн вуглеводного метаболiзму та мiнерального гомеостазу обумовлений пошкодженням цiлiсностi клiтинних мембран, що в свою чергу свщчить про порушення буферноï емностi кровi, а також процеЫв регуляцiï обмiну макроелеменив, як на рiвнi всмоктування, метаболiзму, так i на рiвнi виведення.
Висновки. Результати проведених дослiджень свiдчать про негативний вплив кадмiю на мембранш транспортнi механiзми, що супроводжуеться декомпартменталiзацiею ферментних систем з наступним порушенням процесу переносу iонiв. Постiйнiсть мкту глюкози в кровi - глiкемiя пiдтримуеться стабiльнiстю мiнерального гомеостазу, який в свою чергу забезпечуеться складними регуляторними мехашзмами.
Л1тература
1.Ворошилова Н.М., Мельникова Н.М. Вiковi особливостi макроелементного складу кровi щурiв, отруених кадмiем // II мiжнародна наукова конференщя студентiв i аспiрантiв "Молодь та поступ бюлогп ": Тези доп. - Л.: 1н-т бiологiï тварин, 2006.- С. 42 - 43.
2.Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов I - IV групп: Справ. Изд. / А.Л. Бандман, Г.А. Гудзовский, Л.С. Дубейковская; под ред. В.А.Филова и др. - Л.: Химия, 1988. - С. 164.
3. Горн М.М., Хейтц У.И., Сверинген П.Л. Водно-электролитный и кислотно-основной баланс. - М.: Бином, 2000. - 320 с.
4.Мельникова Н.М., Ворошилова Н.М. Вiковi особливост вмкту кадмш в органiзмi отруених ним щурiв за ди експериментального метаболiчного ацидозу // Укр. бiохiм. журн. - 2007. - Т. 79, № 1. - С. 108 - 112.
5.Мельничук Д.О., Мельникова Н.М., Ворошилова Н.М. Мшеральний склад кровi щурiв в умовах введення сульфату кадмш, а також при змм кислотно-лужного стану // Ветеринарна медицина Украши. - 2005. - № 9.- С. 34 - 35.
6.Melnikova N.N.,Voroshilova N.M. Importance of age aspect in regulation of activity of some rat liver enzymes // Materials of IV International Young Scientists conference "Biodiversity. Ecology. Adaptation. Evolution", dedicated to 180 th anniversary from the birth of famous physiologist Ivan Sechenov September 16-19, 2009, Odessa. - Р.163 -164.
240
HayKoeuù eicnuK ÏÏHYBMET ÎMeni C.3. f^ицbкого TOM 12 № 2(44) ^acmma 4, 2010
7. Shaikh Z.A., Vu T.T., Zaman K. Oxidative stress as a mechanism of chronic cadmium - induced hepatotoxicity and renal toxicity and protection by antioxidants // Toxicol. Appl. Pharmacol. - 1999. - V. 154, № 3. - P. 256 - 263.
8. The effects of cadmium on glucose and L-ascorbic acid absorption and glucose accumulation in rat intestines / B. Dolezych, St. Dolezych, A. Sematloch et al. // Acta. biol. silec. - 1990. - Vol. 15, № 1. - P. 42 - 50.
Summary
Ihe results of carried out investigations ascertained the increase of content of glucose in blood of the poisoned rats, compared to its content in intact animals, which is stipulated by glycogenolis with the decrease of content of glycogen in rats liver and the development of hyperglycemia. Ihe increase of content ofpotassium and magnesium against the background of reduced content of sodium in blood of poisoned rats may testily to violation of membrane transport mechanism which results in the disturbance of mineral balance.
Key words: cadmium sulphate, glucose, potassium, sodium, magnesium, rats, poisoning, blood, homeostasis.
Cmammx nadiumna do peda^ii 9.03.2010
241
