Практичне значення одержаних результатів. Результати проведених досліджень щодо визначення амінокислотного складу та показників азотного і вуглеводного обміну розширюють сучасні уявлення про механізми впливу кадмію на організм тварин залежно від віку. З метою контролю за станом обміну речовин в організмі і профілактики патологій при отруєнні важкими металами необхідно систематично контролювати вміст амінокислот і метаболітів азотного та вуглеводного обміну в крові та внутрішніх органах таких тварин. Дослідження якісного та кількісного амінокислотного пулу, а також вмісту метаболітів азотного і вуглеводного обміну в організмі тварин різного віку при введенні кадмію сульфату необхідно проводити для корекції та нормалізації метаболізму в їхньому організмі. Одержані результати досліджень можуть бути використані в навчальному процесі в закладах біологічного, медичного та ветеринарного профілю, а також у науковій та практичній роботі для наукового обґрунтування корекції азотного і вуглеводного обміну отруєних важкими металами тварин, які перебувають на забруднених територіях.
Особистий внесок здобувача. Дисертаційне дослідження є самостійно виконаною роботою. Автором проаналізовано дані літературних першоджерел згідно з темою досліджень, проведено експериментальні дослідження, статистичну обробку одержаних результатів, виконано та оформлено дисертаційну роботу. Планування і формулювання завдань роботи, розробку схеми досліджень, аналіз та інтерпретацію одержаних результатів, основних положень і висновків здійснено за участю наукового керівника.
Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідались на Міжнародній науково-практичній конференції “Біологічні основи здоров’я та продуктивності тварин” (10 – 11 червня 2004 р., м. Львів); Міжнародній науково-практичній конференції “Ветеринарна медицина – 2005: сучасний стан та актуальні проблеми забезпечення ветеринарного благополуччя тваринництва” (30 травня – 4 червня 2005 р., АР Крим, м. Ялта); ІІІ Міжнародному конгресі спеціалістів ветеринарної медицини (4 – 7 жовтня 2005 р., м. Київ); Міжнародній науково-практичній конференції “Сучасні проблеми біохімії, фізіології та функціональної морфології продуктивних тварин” (24 – 25 листопада 2005 р., м. Дніпропетровськ); ІІ, ІІІ Міжнародній конференції студентів і аспірантів “Молодь і поступ біології” (21 - 24 березня 2006 р., 23 – 27 квітня 2007 р., м. Львів); конференції професорсько-викладацького складу, наукових співробітників і аспірантів Навчально-наукового інституту ветеринарної медицини та якості і безпеки продукції тваринництва (5 - 6 квітня 2006 р., 16 - 17 березня 2007 р., м. Київ); Міжнародній науково-практичній конференції молодих вчених та спеціалістів “Молоді вчені у вирішенні проблем аграрної науки і практики” (15 – 16 червня 2006 р., м. Львів); Міжнародній науково-виробничій конференції “Актуальні питання ветеринарної патології та морфології тварин”, присвяченій 100-річчю з дня народження професора Авророва А.А. (22 - 23 червня 2006 р., м. Воронеж); IX Українському біохімічному з’їзді (23 – 27 жовтня 2006 р., м. Харків); V державній науково-практичній конференції “Аграрна наука - виробництву” (23 - 25 листопада 2006 р., м. Біла Церква); ІІ Міжнародній конференції молодих учених “Біологія: від молекули до біосфери” (19 – 21 листопада 2007 р., м. Харків).
Публікації. Основні експериментальні матеріали за темою дисертації опубліковано в 16 наукових роботах, з них 4 статті у фахових наукових виданнях, що входять до переліку ВАК України, 2 статті – у збірниках наукових праць, 8 тез – у матеріалах і збірниках наукових конференцій, з’їзду та конгресу, 1 методичні рекомендації та 1 патент на корисну модель.
Обсяг і структура дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, огляду наукової літератури, матеріалів і методів досліджень, результатів експериментальних досліджень, узагальнення результатів досліджень, висновків, списку використаних джерел, що включає 308 найменувань, з яких 135 латиницею, 8 додатків. Робота викладена на 186 сторінках комп’ютерного тексту, ілюстрована 28 таблицями та 2 рисунками.
Матеріали і методи досліджень. Дослідження проводились на самцях щурів лінії Вістар, які утримувались на стандартному раціоні. Досліди проведено на щурах трьох вікових груп: 3-місячного віку (період статевого дозрівання; молоді), 6-місячного віку (період статевої зрілості; дорослі) і 18-місячного віку (період старості; старі) (Трахтенберг И.М. и др., 1994).
Отруєння кадмію сульфатом (у подальшому кадмій) проводилося шляхом щоденного внутрішньочеревного введення кадмію сульфату в 0,89% розчині натрію хлориду, з розрахунку 0,134 мг/100 г маси тіла тварини, що становить 1/50 LD50 (Филова В.А. и др., 1988; Трахтенберг И.М. и др., 1994). Інтактним тваринам внутрішньочеревно вводився відповідний об’єм 0,89% розчину натрію хлориду. Дослід тривав 14 діб. Тварин декапітували під ефірним наркозом на 15 добу від початку досліду.
Дослідні тварини були поділені на 2 групи: І – інтактні щури; ІІ – щури, яким уводили кадмію сульфат (у подальшому щури, отруєні кадмію сульфатом). Проведено 3 серії дослідів. Першу серію проведено на щурах 3-місячного віку; другу – на щурах 6-місячного віку; третю – на щурах 18-місячного віку.
Матеріалом для дослідження слугували кров і внутрішні органи: печінка, нирки, селезінка, легені, серце. Визначали якісні і кількісні характеристики вільних амінокислот у крові та внутрішніх органах, а також концентрацію показників азотного обміну та вміст метаболітів циклу трикарбонових кислот і гліколізу – в крові та печінці щурів усіх досліджуваних груп. Для дослідження якісних і кількісних характеристик вільних амінокислот брали зразки крові, печінки, нирок, селезінки, легенів, серця; концентрації показників азотного обміну – аміаку, креатиніну, сечовини і загального білка – у крові; вмісту метаболітів гліколізу – лактату, пірувату, циклу трикарбонових кислот – оксалоацетату, малату, б-кетоглутарату проводили у печінці та крові щурів усіх досліджуваних груп.
Концентрацію глюкози, сечовини, загального білка та креатиніну у крові визначали за допомогою біохімічного аналізатора Microlab – 200 (Нідерланди). Дослідження проводилися згідно з методиками, визначеними інструкцією, з використанням стандартних наборів реагентів фірми “Human” (Україна). Концентрацію аміаку у крові досліджували за методом Сілакової (Силакова Г.И., 1969). Визначення якісних і кількісних характеристик вільних амінокислот у зразках крові та внутрішніх органів проводилося методом рідинної іонообмінної хроматографії на амінокислотному аналізаторі ААА Т-339 М фірми “Мікротехна” (Чехія) (Овчинников Ю.А., 1974; Козаренко Т.Д., 1975). Вміст метаболітів циклу трикарбонових кислот і гліколізу визначали в крові та печінці методами ферментативного аналізу (Асатиани В.С., 1969).
Результати досліджень підлягали статистичному аналізу. Достовірність одержаних результатів визначали за критерієм Стьюдента (Кучеренко М. Є. та ін., 2001). Зміни вважалися достовірними при Р < 0,05. Для розрахунків використовувалась компґютерна програма Exсel (Microsoft, USA).
Інтенсивність азотного обміну має виражену вікову залежність і визначається насамперед фізіологічним станом організму та нейрогуморальними факторами (Oldam J. D., 1983). Метаболізм амінокислот залежить від ряду факторів - як ендогенних (вік, нейрогуморальний статус, функціонування ферментних систем), так і екзогенних (екологічна ситуація, раціон та ін) (Западнюк В.И. и др., 1982). Вивчення закономірностей обміну амінокислот на певному етапі онтогенезу є необхідною умовою для правильного вибору діагностичних і терапевтичних заходів щодо усунення патологічних процесів, характерних для певного вікового періоду. Дослідження пулу вільних амінокислот у крові є відображенням інтенсивності обміну білків та амінокислот, а також їх змін під впливом різних факторів, зокрема сполук важких металів.
У крові щурів усіх дослідних груп виявлено 18 амінокислот: аланін, аргінін, аспарагінова кислота, валін, гістидин, гліцин, глутамінова кислота, ізолейцин, лейцин, лізин, метіонін, пролін, серин, тирозин, треонін, триптофан, фенілаланін, цистин.
В результаті проведених досліджень, які наведені в табл.1, виявлено відмінності в кількісному складі вільних амінокислот у крові щурів як залежно від віку, так і за умов уведення кадмію сульфату.
Порівняльний аналіз концентрації вільних амінокислот у крові щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку свідчить про поступове зменшення з віком метаболічного пулу вільних амінокислот. Так, у крові тварин 3-місячного віку відмічено найвищу концентрацію вільних амінокислот, яка становить 330,25 мкг/мл.
Такий характер кількісних змін амінокислотного складу крові у щурів 6 - та 18-місячного віку, можливо, пов’язаний з підвищеною деструкцією білкових молекул за умов посилення катаболізму, пригніченням інтенсивності процесів біосинтезу білка та зниженням активності ферментних систем, що беруть участь в обміні амінокислот. Результати проведених досліджень узгоджуються з даними інших авторів, які показали, що у старих тварин концентрація амінокислот знижується, а інтенсивність метаболізму амінокислот залежить від віку (Богданова Е.В., Толкачева Г.М., 1968; Agrawal H. C. et al., 1968).
Встановлено, що в крові щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку за умов уведення кадмію знижується загальна концентрація вільних амінокислот відносно відповідних показників у крові тварин інтактних груп (табл.1).
При цьому за умов уведення кадмію сульфату у крові щурів усіх вікових груп підвищується концентрація аспарагінової та глутамінової кислот, ізолейцину, лізину відносно цих показників у крові інтактних тварин. Відомо, що глутамін в організмі є резервною та транспортною формою аміаку, і підвищення його концентрації в крові, очевидно, є свідченням посилення глутамінсинтетичної функції печінки отруєних щурів (Кричевска А.А. и др., 1983).