Реферат: Обмінні процеси в організмі щурів при отруєнні цезієм і стронцієм та зміні кислотно-лужного стану
Примітка. Тут і далі * - Р < 0,05, результати вірогідні порівняно з значеннями в групі інтактних тварин.
Показано,
що в м’язах щурів, отруєних цезієм, його вміст зростає в середньому в 37, у
печінці – в 228, у серці – в 67, у нирках – у 29,
у кістках – у 38 разів, а вміст стронцію у тварин, отруєних стронцію хлоридом,
підвищується в середньому відповідно в 1,7; 1,5; 2; 1,7 і 5,1 рази.
Особливост перерозподілу цезію в організмі тварин визначаються тим, що він є хімічним аналогом калію і, потрапивши в організм, вступає в конкурентні відносини з останнім за включення в біохімічні процеси. Основна маса калію знаходиться в м’язах, що пояснює накопичення солей цезію в м’язовій тканині (Власик Л.І., 2000).
Відомо, що стронцій є природним аналогом кальцію і конкурує з ним за включення в остеобласти кісткової тканини організму отруєних тварин (Засєкін Д.А., 2004).
Встановлено, що надлишок важких металів змінює макроелементний склад внутрішніх органів піддослідних тварин (табл. 2).
Таблиця 2. Вміст натрію і калію у тканинах та органах щурів, отруєних цезію хлоридом, мг/кг (М ± m, n = 8)
Органи | Натрій | Калій | ||
інтактні | отруєні | інтактні | отруєні | |
М’язи | 8,37 ± 0,80 | 4,83 ± 0,44* | 41,10 ± 3,62 | 23,63 ± 2,51* |
Печінка | 2,69 ± 0,19 | 4,08 ± 0,43 * | 10,60 ± 0,91 | 16,54 ± 0,54 * |
Серце | 1,42 ± 0,09 | 1,97 ± 0,16 * | 3,00 ± 0,23 | 4,11 ± 0,15 * |
Нирки | 5,55 ± 0,07 | 3,42 ± 0,35 * | 7,46 ± 0,68 | 4,58 ± 0,26 * |
Кістки | 21,10 ± 2,62 | 9,21 ± 0,97 * | 31,00 ± 2,42 | 15,54 ± 1,61 * |
У м’язах, нирках та кістках щурів, отруєних цезію хлоридом, вміст натрію знижується в середньому відповідно в 1,7; 1,6 та 2,3 рази, а в печінці та серц - підвищується в 1,5 та 1,4 рази. Аналогічні зміни спостерігаються в перерозподілі калію та магнію (табл. 3). Вміст кальцію знижується в кістках у 2,7 рази та збільшується в м’язах, печінці, серці і нирках відповідно у 2,2; 3,6; 1,4 та 1,3 рази.
Таблиця 3. Вміст магнію та кальцію в тканинах та органах щурів, отруєних цезію хлоридом, мг/кг (М ± m, n = 8)
Органи | Магній | Кальцій | ||
інтактні | отруєні | інтактні | отруєні | |
М’язи | 5,10 ± 0,47 | 1,81 ± 0,14* | 0,31 ± 0,01 | 0,67 ± 0,05* |
Печінка | 0,40 ± 0,02 | 0,91 ± 0,07 * | 0,031 ± 0,001 | 0,113 ± 0,008 * |
Серце | 0,20 ± 0,02 | 0,30 ± 0,01 * | 0,030 ± 0,002 | 0,042 ± 0,004 |
Нирки | 0,50 ± 0,04 | 0,39 ± 0,02 * | 0,066 ± 0,007 | 0,084 ± 0,004 * |
Кістки | 9,80 ± 0,82 | 4,99 ± 0,34 * | 294,69 ± 16,55 | 108,29 ± 11,27 * |
Інший розподіл елементів спостерігається в організмі щурів, отруєних стронцієм: у кістках підвищується вміст натрію, калію та магнію в 1,6 рази і знижується - кальцію в 1,7 рази (табл. 4,5).
Таблиця 4. Вміст натрію та калію у тканинах та органах щурів, отруєних стронцію хлоридом, мг/кг (М ± m, n = 8)
Органи | Натрій | Калій | ||
інтактні | отруєні | інтактні | отруєні | |
М’язи | 8,37 ± 0,80 | 6,43 ± 0,66 | 41,10 ± 3,62 | 32,87 ± 2,61* |
Печінка | 2,69 ± 0,19 | 5,53 ± 0,27* | 10,65 ± 0,91 | 11,14 ± 0,86 |
Серце | 1,42 ± 0,09 | 2,66 ± 0,19 * | 3,00 ± 0,23 | 5,28 ± 0,55 * |
Нирки | 5,55 ± 0,17 | 3,92 ± 0,27 * | 7,46 ± 0,68 | 7,77 ± 0,50 |
Кістки | 21,11 ± 1,62 | 33,66 ± 3,07* | 31,03 ± 3,42 | 50,88 ± 4,71 * |
В нших органах вміст цього елементу підвищується: в м’язах – у 2,0 рази, печінц в 3,5, серці - в 1,8, нирках – у 1,5 рази. У м’язах вміст калію та магнію знижується відповідно в 1,3 та 1,7 рази, а натрію не змінюється.
Таблиця 5. Вміст магнію та кальцію у тканинах та органах щурів, отруєних стронцію хлоридом, мг/кг (М ± m, n = 8)
Органи | Магній | Кальцій | ||
інтактні | отруєні | інтактні | отруєні | |
М’язи | 5,14 ± 0,47 | 3,00 ± 0,29* | 0,31 ± 0,01 | 0,64 ± 0,03* |
Печінка | 0,42 ± 0,02 | 1,10 ± 0,05* | 0,031 ± 0,001 | 0,107 ± 0,005 * |
Серце | 0,21 ± 0,02 | 0,46 ± 0,03 * | 0,030 ± 0,004 | 0,054 ± 0,004 * |
Нирки | 0,59 ± 0,06 | 0,75 ± 0,08 | 0,066 ± 0,007 | 0,100 ± 0,010 * |
Кістки | 9,82 ± 0,82 | 15,78 ± 1,54 * | 294,69 ± 16,55 | 170,90 ± 11,98 * |
Вміст натрію, магнію та кальцію у серці і печінці підвищується, а калію не змінюється. В нирках вміст натрію знижується в 1,4 рази, а магнію та калію не змінюється. Отже, в результаті проведених досліджень можна стверджувати, що стронцій та цезій спричиняють перерозподіл макроелементів в організмі щурів.
Дослідження впливу важких металів на активність окремих ферментів гліколізу, циклу трикарбонових кислот та азотного обміну показали, що цезій і стронцій у печінц знижують активність ЛДГ (відповідно на 17 та 13%), НАДФН - залежної ІДГ (відповідно на 26,4 та 37,3%) (табл. 6).
Таблиця 6. Ферментативна активність у печінці та крові щурів, отруєних цезієм та стронцієм, мкмоль/хв/мг білка (М ± m, n = 8)
Фермент | Група | |||
інтактні щури |
щури, отруєні CsCl |
інтактні щури |
щури, отруєні SrCl2 |
|
Лактатдегідрогеназа (НАДН-залежна), печінка |
0,430 ± 0,020 |
0,358 ± 0,015* |
0,630 ± 0,010 |
0,550 ± 0,030* |
Ізоцитратдегідрогеназа (НАДФ+-залежна), печінка |
0,015 ± 0,001 |
0,013 ± 0,001 |
0,024 ± 0,003 |
0,025 ± 0,002 |
Ізоцитратдегідрогеназа (НАДФН-залежної), печінка |
0,0053 ± 0,0004 |
0,0039 ± 0,0003* |
0,0059 ± 0,0005 |
0,0037 ± 0,0002* |
Малатдегідрогеназа (НАД+-залежна), печінка |
0,030 ± 0,003 |
0,029 ± 0,001 |
0,056 ± 0,002 |
0,052 ± 0,004 |
Малатдегідрогеназа (НАДН-залежної), печінка |
0,13 ± 0,01 |
0,12 ± 0,01 |
0,25 ± 0,01 |
0,28 ± 0,03 |
Аспартатамінотрансфе рази (ммоль/мл), кров |
4,51 ± 0,17 |
3,44 ± 0,30* |
4,51 ± 0,17 |
3,07 ± 0,19* |
Аланінамінотрансфе рази (ммоль/мл), кров |
2,51 ± 0,13 |
1,97 ± 0,07* |
2,51 ± 0,13 |
2,05 ± 0,04* |
Активність НАДФ-залежної ІДГ та МДГ (як НАД+-залежної, так і НАДН-залежної) не змінюється. Вплив важких металів на активність вищезгаданих ферментів підтверджується і результатами досліджень, проведеними in vitro (табл. 7).
Таблиця 7. Вплив цезію та стронцію на активність ферментів за умов in vitro, мкмоль/хв/мг білка (М ± m, n = 8)
Фермент | Контроль |
CsCl (2мг/мл) |
CsCl (20мг/мл) |
SrCl2 (2мг/мл) |
SrCl2 (20мг/мл) |
Лактатдегідрогеназа (НАДН -залежна) |
1,33 ± 0,04 |
1,49 ± 0,01* |
0,91 ± 0,01* |
1,59 ± 0,02* |
1,10 ± 0,01* |
Ізоцитратдегідрогеназа (НАДФ+-залежна) |
0,110 ± 0,010 |
0,099 ± 0,006 |
0,075 ± 0,004* |
0,085 ± 0,003 |
0,033 ± 0,003* |
Ізоцитратдегідрогеназа (НАДФН-залежна) |
0,168 ± 0,010 |
0,114 ± 0,010* |
0,086 ± 0,003* |
0,138 ± 0,010* |
0,054 ± 0,004* |
Малатдегідрогеназа (НАД+-залежна) |
0,64 ± 0,02 |
0,13 ± 0,02* |
0,067 ± 0,001* |
0,38 ± 0,03* |
0,23 ± 0,02* |
Малатдегідрогеназа (НАДН-залежна) |
14,46 ± 0,61 |
9,83 ± 0,10* |
8,79 ± 0,15* |
9,95 ± 0,14* |
8,22 ± 0,43* |
Активність досліджуваних ферментів залежить від концентрації важкого металу. Причому, введення як цезію, так і стронцію до складу інкубаційного середовища в концентрації 20 мг/мл знижує активність ЛДГ відповідно на 31,3 та 17,3%, ІДГ НАДФ-залежної - на 30,6 та 69,4%, ІДГ НАДФН+-залежно - на 48,8 та 67,9%, МДГ НАД-залежної - на 89,5 та 63,4%, МДГ НАДН+-залежної - на 39,2 та 43,1%.
Активність ЛДГ при введенні цезію та стронцію до складу інкубаційного середовища в концентрації 2 мг/мл має тенденцію до підвищення, а активність інших досліджуваних ферментів знижується.