Обмінні процеси в організмі щурів при отруєнні цезієм і стронцієм та зміні кислотно лужного стану (стр. 2 из 5)

Публікації. За темою дисертаційної роботи опубліковано 18 робіт, з них - 6 статей у фахових наукових виданнях, що входять до переліку ВАК України, 12 тез у наукових збірниках конференцій та 4 патенти на корисні моделі.

Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, огляду наукової літератури, матеріалів і методів досліджень, результатів експериментальних досліджень, аналізу та узагальнення результатів досліджень, висновків, 8 додатків та списку використаних джерел, що включає 258 найменувань, з яких 73 латиницею. Робота викладена на 145 сторінках комп’ютерного тексту, ілюстрована 32 таблицями та 10 рисунками.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали і методи досліджень. Дослідження виконувалив науковій проблемній лабораторії кафедри біохімії тварин, якості і безпеки сільськогосподарської продукції імені акад. М.Ф. Гулого НАУ, в віварії факультету ветеринарної медицини, Українській лабораторії якості і безпеки продукції АПК, а також у відділі регуляції обміну речовин Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України.Для цього використали клінічно здорових самців білих лабораторних щурів 3-місячного віку, масою тіла 150 – 200 г, яких утримували в віварії на стандартному раціоні в клітках по 6 голів. Під час експерименту використано 240 тварин.

Отруєння щурів проводили впродовж 14 діб, шляхом щоденного внутрішньочеревного введення цезію та стронцію хлоридів у дозі 1/15

, із розрахунку 0,006 г стронцію хлориду або 0,01 г цезію хлориду на 0,1 кг маси тіла (Філов В.А., 2004). З метою моделювання стану метаболічного ацидозу і алкалозу щурам дослідних груп per os уводили 2%-ний розчин HCl - 4 мг на 0,01 кг маси тіла та NaHCO₃ - 5 мг на 0,01 кг маси тіла (Мельничук Д.О. та ін., 1995).

Піддослідних тварин розділили на 9 груп по 8 особин у кожній. Досліди проводили згідно зі схемою: I - інтактні щури (контроль); II - щури, яким упродовж 14 діб вводили цезію хлорид; ІІІ - щури, яким упродовж 14 діб вводили цезію хлорид з одночасним застосуванням НСl; ІV - щури, яким упродовж 14 діб вводили цезію хлорид з одночасним застосуванням розчину NaHCO₃; V - щури, яким упродовж 14 діб вводили цезію хлорид, після чого впродовж 20 діб вводили розчин НСl; VI - щури, яким упродовж 14 діб вводили стронцію хлорид; VII - щури, яким упродовж 14 діб вводили стронцію хлорид з одночасним введенням розчину НСl; VIII - щури, яким упродовж 14 діб вводили стронцію хлорид з одночасним введенням розчину NaHCO₃; IX - щури, яким упродовж 14 діб вводили стронцію хлорид, після чого впродовж 20 діб - розчин НСl.

Для проведення біохімічних досліджень від щурів відбирали зразки печінки, нирок, серця, кісток, м’язів та крові.

Вміст цезію, стронцію, калію, натрію, магнію і кальцію в органах визначали спектрохімічним методом (Бруцке М.Е., 1982), використовуючи режим абсорбції в повітряно-ацетиленовому полум’ї на атомно-абсорбційному спектрофотометрі ААS–30, фірми «Карл Цейс» (Німеччина). Контролем слугували стандартні зразки розчинів металів, виготовлені в Інституті фізичної хімії НАН України (м. Одеса).

Показники кислотно-лужного стану рН, парціальний тиск вуглекислого газу (р СО₂) і кисню (р О₂), концентрацію бікарбонатів [НСО₃^-], загальну вуглекислоту (СО₂ заг.) та зсув буферних основ (ЗБО) в крові визначали на мікроаналізаторі Blood Gas Analyzer фірми «Rоdelkis» (Угорщина) за методом Зіггард-Андерсена (1964).

Активність ферментів лактатдегідрогенази (ЛДГ, КФ 1.1.1.27), малатдегідрогенази (МДГ, КФ 1.1.1.37), ізоцитратдегідрогенази (ІДГ, КФ 1.1.1.41) визначали в цитозольній фракції печінки та in vitro за рівнем поглинання НАД⁺ та НАДН (фірма «Merkck» та «Reanal»), на спектрофотометрі СФ-46, при л 340 нм.

Визначення концентрації інтермедіатів гліколізу та ЦТК (ізоцитрату, малату, лактату, пірувату, б-кетоглутарату і оксалоацетату) та глутамату в екстракті печінки проводили з використанням відповідних ферментів ЛДГ (із м’язів свині, «Fluka» (Німеччина)), МДГ (із серця свині, «Sigma» (США)), ІДГ (із печінки великої рогатої худоби, «Sigma» (США)). Оптичну густину дослідної проби вимірювали на спектрофотометрі СФ-46, при
л 340 нм (Комаров Ф.М. та ін., 2002).

Зміну величини співвідношення НАД⁺/НАДН та НАДФ⁺/НАДФН у цитозолі та мітохондріях клітин печінки з метою виявлення інтенсивності окисно-відновних процесів в отруєному організмі тварин розраховували за номограмним методом (Мельничук Д.О., 1987).

Рівень аміаку і глутаміну в крові визначали на спектрофотометрі СФ-46, при л 340 нм (Силакова А.І., Корнюшенко Н.П., 1969).

Концентрацію глюкози, сечовини, активність аланінамінотрансферази (АлАТ, КФ 2.6.1.2) і аспартатамінотрансферази (АсАТ, КФ 2.6.1.1) у крові визначали на біохімічному аналізаторі Microlab-200 фірми «AVL» (Німеччина), з використанням реактивів фірми «Human» (Німеччина).

Експерименти проводили відповідно до конвенції Ради Європи щодо захисту хребетних тварин, яких використовують в наукових цілях.

Результати досліджень обробляли статистично, з використанням комп’ютерної програми MS Excel (Кучеренко М.Є. та ін., 2001).

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Результати проведених досліджень свідчать про значне накопичення цезію та стронцію в досліджуваних органах щурів (табл.1).

Таблиця 1. Вміст стронцію і цезію в тканинах та органах отруєних щурів, мг/кг (М ± m, n = 8)

Органи	Стронцій		Цезій
	інтактні щури	щури, отруєні SrCl2	інтактні щури	щури, отруєні CsCl
М’язи	0,061 ±0,005	0,102 ±0,015*	0,011 ±0,001	0,416 ±0,030*
Печінка	0,040 ±0,005	0,061 ±0,003 *	0,0012 ±0,0001	0,2740 ±0,0300*
Серце	0,0045 ±0,0003	0,0090 ±0,0007 *	0,0010 ±0,0001	0,0670 ±0,0040*
Нирки	0,010 ±0,001	0,017 ±0,002 *	0,0046 ±0,0003	0,1350 ±0,0100*
Кістки	0,065 ±0,004	0,332 ±0,035 *	0,0093 ±0,0005	0,3520 ±0,0380*

Примітка. Тут і далі * - Р < 0,05, результати вірогідні порівняно зі 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.

Особливості 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 серці - підвищується в 1,5 та 1,4 рази. Аналогічні зміни спостерігаються і 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 інших органах вміст цього елементу підвищується: в м’язах – у 2,0 рази, печінці – 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)