Реферат: Обмінні процеси в організмі щурів при отруєнні цезієм і стронцієм та зміні кислотно-лужного стану

Показано, що отруєння щурів солями цезію та стронцію на фоні введення хлоридної кислоти призводить до зниження накопичення важких металів у м’язах відповідно в 2,1 та 1,6  рази, в печінці - в 2,3 та 1,5  рази, в нирках тварин обох дослідних груп - в 1,5  рази, в кістках - у 1,3 та 2,7  рази. В серці відмічено тенденцію до зниження накопичення досліджуваних металів.

Зменшення накопичення цезію та стронцію в органах піддослідних щурів на фоні виникнення стану метаболічного ацидозу можна пояснити підвищенням ступеня іонізації та рівня розчинності важких металів, що сприяє їх інтенсивнішій екскреції.

Підтвердженням зазначеного є результати досліджень, в яких уведення щурам цезію і стронцію хлориду поєднували з натрію гідрокарбонатом. За таких умов ступінь накопичення важких металів в органах є таким, як і при відсутності NaHCO3. При цьому відмічено подібні значення показників кислотно-лужного стану крові. Це узгоджується з результатами досліджень інтенсивності виведення важких металів з органів отруєних щурів за умов уведення їх у стан експериментального метаболічного ацидозу після отруєння важкими металами. Результати досліджень свідчать про виведення цезію та стронцію з органів отруєних щурів. Проте у тварин, які після отруєння важкими металами були введені в стан метаболічного ацидозу, процес виведення цезію та стронцію відбувається інтенсивніше. Це відмічено на
4 - 8-му добу дослідження. В цей період спостерігається вірогідна різниця щодо вмісту металів у досліджуваних органах. При цьому найбільш вагомі зміни відзначали у виведенні цезію, де між контрольною дослідною групами на 20-ту добу різниця перевищувала в м’язах у середньому в 2,8; в нирках – у 5,1; в печінці – у 5,8; в кістках – у 2,8  рази порівняно з отруєними тваринами (табл. 14).

Таблиця 14. Інтенсивність виведення цезію з органів отруєних щурів за умов метаболічного ацидозу, мг/кг (М ± m, n = 8)

Результати проведених досліджень свідчать, що цезій і стронцій, накопичуючись в організмі, змінюють інтенсивність окисно-відновних процесів, впливають на вуглеводний, азотний, мінеральний обмін та показники КЛС. Зміну параметрів КЛС у бік метаболічного ацидозу можна використати для прискорення процесу елімінац цезію і стронцію з організму тварин. Зниження вмісту важких металів в органах за умов зміни параметрів КЛС крові отруєних тварин до фізіологічно безпечних меж є важливим фактором при проведенні детоксикаційних та профілактичних заходів у біогеохімічних зонах України зі значним вмістом важких металів у довкіллі.

Одержан результати можуть стати необхідним підґрунтям для розробки ефективних способів профілактики і лікування продуктивних тварин за цезієвого та стронцієвого отруєння, з метою отримання екологічно чистої продукції.

ВИСНОВКИ

У дисертації представлене теоретичне узагальнення і нове вирішення науково задачі, що виявляється в дослідженні показників азотного, вуглеводного, мінерального обміну та кислотно-лужного стану в організмі щурів, за умов уведення їм цезію і стронцію хлориду, а також вивченні впливу зміни параметрів кислотно-лужного стану на інтенсивність накопичення цих важких металів у тканинах та органах тварин.

1.         Встановлено, що в організмі щурів, яким вводили цезію і стронцію хлорид, підвищується вміст цезію в печінці, серці, кістках, скелетних м’язах, нирках відповідно у 228, 67, 38, 37 і 29 разів, а вміст стронцію – в 1,5; 2; 5,1; 1,7 і 1,7  рази порівняно з інтактними тваринами.

2.         Введення щурам цезію хлориду призводить до зниження вмісту натрію, калію й магнію в кістках відповідно в 2,3; 2,0; 2,0 рази, нирках - у 1,6; 1,6; 1,5  рази, м’язах - в 1,7; 1,7; 2,8  рази і підвищення в печінці – в 1,5; 1,5; 2,2  рази та серці в 1,4; 1,4; 1,5  рази. Вміст кальцію в кістках знижується в 2,72  рази і підвищується в інших досліджуваних органах. Уведення щурам стронцію хлориду сприяє зменшенню вмісту натрію в нирках у 1,4  рази, калію і магнію в м’язах відповідно у 1,25 і 1,7  рази та кальцію в кістках – у 1,7  рази, що може бути пов'язано з конкурентними відносинами між зазначеними металами.

3.         Виявлено, що при введенні щурам цезію хлориду знижується активність лактатдегідрогенази в цитозолі печінки на 17,1%, НАДФН-залежно зоцитратдегідрогенази – на 26,4%, аспартатамінотрансферази в крові – на 23,6%, аланінамінотрансферази – на 21,6%, а отруєння стронцію хлоридом відповідно на 13,0; 37,3; 31,9 і 18,5%, що може призводити до гальмування реакцій гліколізу та переамінування.

4.         Введення до інкубаційного середовища цезію і стронцію хлоридів в концентрації 20 мг/мл in vitro знижує активність всіх досліджуваних ферментів, у тому числі лактатдегідрогенази відповідно на 31,3 і 17,3%, зоцитратдегідрогенази НАДФ+-залежної – на 30,6 і 69,4%, зоцитрат-дегідрогенази НАДФН-залежної – на 48,8 і 67,9%, малатдегідрогенази НАД+-залежної – на 89,6 і 63,4%, малатдегідрогенази НАДН-залеж-
ної – на 39,2 і 43,1%, що вказує на інгібувальну дію згаданих металів у високих концентраціях, при цьому додавання стронцію хлориду в дозі 2 мг/мл, підвищу активність лактатдегідрогенази на 16,7%.

5.         Солі цезію і стронцію спричиняють підвищення концентрації глюкози в крові відповідно на 38,8 і 33,0% та пірувату – на 26,0 і 38,0%, оксалоацетату на 56,0 і 54,0%, б-кетоглутарату – на 39,2 і 53,0%, глутамату – на 36,9 18,0% в печінці, при зниженні вмісту лактату на 27,7 і 19,0%. Величина співвідношення НАД+/НАДН у цитоплазмі гепатоцитів збільшується відповідно на 45,0 і 48,0%, а в мітохондріях, навпаки, зменшується на 43,6 13,0%, що можливо, зумовлюється гальмуванням використання гідрогену в обмінних процесах.

6.         Виявлено, що введення щурам цезію і стронцію хлоридів призводить до розвитку субкомпенсованого метаболічного ацидозу, більш вираженого в кров щурів, отруєних цезієм, про що свідчить зниження величини рН в середньому до 7,22; р О2 – на 35,5%; р СО2 – на 18,5%; [НСО3-] на 25,8%; СО2 заг. – на 33,6%. Зниження вмісту глутаміну на 15,7 23,0%, аміаку – на 50,2 і 38,6% при підвищенні рівня сечовини відповідно на 39,0 і 22,4%, ймовірно, вказує на переважання процесів утилізації амонійного азоту над швидкістю амонієгенезу.

7.         В умовах експериментального метаболічного ацидозу в організм отруєних щурів виявлено зниження накопичення цезію і стронцію в печінц відповідно у 2,3 та 1,5  рази, нирках - у 1,6, м’язах - у 2,1 та 1,6, кістках – 1,3 та 2,7  рази, тоді як введення тварин у стан компенсованого алкалозу не спричиняє вірогідних змін вмісту важких металів у досліджуваних внутрішніх органах порівняно з інтактними щурами.

8.         Моделювання експериментального метаболічного ацидозу після введення щурам солей цезію та стронцію сприяє зниженню їх вмісту у внутрішніх органах і більш виражене для цезію, вміст якого зменшується в м’язах, нирках, печінці та кістках відповідно у 2,8; 5,1; 5,8 та 2,8  рази, що можна пояснити посиленням процесів іонізації та підвищенням розчинності досліджуваних металів.

СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1.   Кліх Л.В., Мельничук Д.О., Мельникова Н.М. Вплив стронцієвого отруєння на вміст субстратів гліколізу і циклу трикарбонових кислот в організмі щурів // Современные проблемы токсикологии. – 2006. –
3. – С. 21 - 24. Дисертантом проведено експериментальн дослідження, здійснено відбір зразків, виконано біохімічні дослідження, обробку та узагальнення одержаних результатів.

2.   Кліх Л.В., Мельничук Д.О., Мельникова Н.М. Вплив цезієвого отруєння на активність окремих ферментів печінки та крові щурів // Науковий вісник НАУ. – К.: НАУ, 2006. – № 102. – С. 49 - 53. Дисертантом проведено експериментальні дослідження, здійснено відбір зразків, виконано біохімічні дослідження.

3.   Мельничук Д.О., Мельникова Н.М., Кліх Л.В. Вплив ізотопів стронцію на активність ферментів печінки отруєних щурів // Науковий вісник Львівської національної академії вет. медицини
м. С.З. Гжицького. – 2006. – Т. 8, № 4 (31), ч. 1. – С. 103 - 106. Дисертантом проведено експериментальні дослідження, здійснено відбір зразків, виконано біохімічні дослідження, обробку та узагальнення одержаних результатів.

4.   Мельничук Д.О., Мельникова Н.М., Тупицька О.М., Кліх Л.В. Кислотно-лужний стан крові щурів при отруєнні цезієм // Вісник аграрної науки. 2007. – № 7. – С. 37 - 39. Дисертантом проведено експериментальні дослідження, здійснено відбір зразків, виконано біохімічн дослідження, обробку та узагальнення одержаних результатів.

5.   Мельничук Д.О., Мельникова Н.М., Тупицька О.М., Кліх Л.В. Накопичення та розподіл стабільного стронцію в організмі експериментальних тварин // Науковий вісник НАУ. – К.: НАУ, 2007. – № 105. – С. 223 - 226. Дисертантом проведено експериментальні дослідження, здійснено відбір зразків, виконано біохімічні дослідження, обробку та узагальнення одержаних результатів.

6.   Кліх Л.В Кислотно-лужний стан крові та накопичення стронцію у тканинах щурів // Укр. біохім. журнал. – 2007. – № 4. – С. 62 - 66.

7.   Пат. на корисну модель 25193 Україна, G 01 N 33/48. Спосіб створення біологічної моделі: Пат. на корисну модель 25193 Україна,
G 01 N 33/48 Мельничук Д.О., Мельникова Н.М., Кліх Л.В. (Україна). № u 200704010; Заявл. 11.04.2007; Опубл. 25.07.2007, Бюл. № 11. – 4 с.

8.   Пат. на корисну модель 25194 Україна, G 01 N 33/48. Спосіб створення біологічної моделі: Пат. на корисну модель 25194 Україна,
G 01 N 33/48 Мельничук Д.О., Мельникова Н.М., Кліх Л.В. (Україна). № u 200704011; Заявл. 11.04.2007; Опубл. 25.07.2007, Бюл. № 11. – 4 с.

9.   Пат. на корисну модель 25195 Україна, A23J 3/00 В08В 15/00. Спосіб виведення стронцію з організму тварин: Пат. на корисну модель 25195 Україна, A23J 3/00 В08В 15/00 Мельничук Д.О., Мельникова Н.М., Кліх Л.В. (Україна). – № u 200704012; Заявл. 11.04.2007; Опубл. 25.07.2007, Бюл. № 11. 4 с.

10.      Пат. на корисну модель 25196 Україна, A23J 3/00 В08В 15/00. Спосіб виведення цезію з організму тварин: Пат. на корисну модель 25196 Україна, A23J 3/00 В08В 15/00 Мельничук Д.О., Мельникова Н.М., Кліх Л.В. (Україна). u 200704013; Заявл. 11.04.2007; Опубл. 25.07.2007, Бюл. № 11. – 4 с.

11.      Кліх Л.В., Мельничук Д.О. Вплив хлоридів цезію і стронцію на вміст метаболітів гліколізу у щурів // Матеріали IX Українського біохімічного зїзду. Харків, 24-27 жовт. 2006р. – Харків, 2006. - Т. 2. - С. 194 - 195.

12.      Кліх Л.В., Мельничук Д.О., Мельникова Н.М. Вплив стронцію цезію на активність деяких ферментів гліколізу та ЦТК в організмі щурів //
II Міжнародна наукова конференція студентів та аспірантів «Молодь і поступ біології». Львів, 21-24 берез. 2006 р. – Львів, 2006 – С. 55.

13.   Мельничук Д.О., Мельникова Н.М., Кліх Л.В., Сердюков Я.К. Вплив цезію та стронцію на вміст аміаку і глутаміну в організмі щурів // Конф. проф.-викл. складу, наук. співроб. і аспірантів Навчально-наукового інституту вет. медицини та якост безпеки продукції тваринництва. Київ, 5 - 6 квіт. 2006 р. – К., 2006. - С. 78.

14.      Мельничук Д.О., Мельникова Н.М., Тупицька О.М., Кліх Л.В. Розподіл іонів магнію в організмі щурів в умовах підвищеного вмісту стронцію // V Державна науково-практична конференція. Біла Церква, 23 - 25 листоп. 2006 р. – Біла Церква, 2006. – С. 126.

15.      Мельничук Д.О., Мельникова Н.М., Тупицька О.М., Кліх Л.В. Вплив стронцію на розподіл іонів кальцію в організмі та органах експериментальних щурів // V Державна науково-практична конференція. Біла Церква, 23 - 25 листоп. 2006 р. – Біла Церква,
2006. – С. 111 - 112.

16.      Загорська О.В., Кліх Л.В. Мінеральний склад кістково тканини щурів, отруєних стронцію хлоридом // III Міжнародна наукова конференція студентів та аспірантів «Молодь і поступ біології». Львів, 23 - 27 квіт. 2007 р. Львів, 2007. – С. 52.

17.      Кліх Л.В., Мельничук Д.О. Кислотно-лужний стан кров експериментальних щурів, отруєних цезію хлоридом // III Міжнародна наукова конференція студентів та аспірантів «Молодь і поступ біології». Львів, 23 - 27 квіт. 2007 р. Львів, 2007. – С. 61 - 62.

18.      Мельничук Д.О., Мельникова Н.М., Кліх Л.В., Тупицька О.М. Отруєння щурів стронцієм та його вплив на мінеральний обмін //
V Міжнародний конгрес спеціалістів ветеринарної медицини. Київ,
3 - 5 жовт. 2007 р. – К., 2007. – С. 140 - 141.

19.      Мельничук Д.О., Мельникова Н.М., Кліх Л.В., Тупицька О.М. Порівняння впливу стабільних цезію та стронцію на вміст кальцію в організм отруєних щурів // Конф. проф.-викл. складу, наук. співроб. і аспірантів навчально-наукового інституту вет. медицини та якості і безпеки продукц тваринництва НАУ. Київ, 16 - 17 берез. 2007 р. – К., 2007. – С. 91.

20.      Мельничук Д.О., Мельникова Н.М., Тупицька О.М., Кліх Л.В. Розподіл йонів калію в організмі щурів в умовах підвищеного вмісту цезію // Конф. проф.-викл. складу, наук. співроб. і аспірантів навчально-наукового інституту вет. медицини та якості і безпеки продукції тваринництва НАУ. Київ, 16 - 17 берез. 2007 р. – К., 2007. – С. 92.

21.      Мельничук Д.О., Мельникова Н.М., Тупицька О.М., Кліх Л.В. Вплив цезію на вміст Fe, Cu, та Zn в організмі щурів // Матеріали
II Міжнародної конференції молодих учених «Біологія: від молекули до біосфери». Харків, 19 - 21 листоп. 2007 р. – Харків, 2007. –
С. 40 - 41.

22.      Кліх Л.В., Мельничук Д.О., Мельникова Н.М. Окисно-відновн процеси у щурів при отруєнні цезієм // Матеріали II Міжнародної конференц молодих учених «Біологія: від молекули до біосфери». Харків, 19 - 21 листоп. 2007. Харків, 2006. – С. 43 - 44.