Особливості детоксикуючої системи у щурів різного віку за дії кадмію та корекції антиоксидантами та ентеросорбентами

Дані результатів досліджень піддавали статистичному аналізу (Гублер Е.В., 1978). Вірогідність різниці отриманих даних результатів визначали, використовуючи критерій Стюдента. Зміни вважали достовірними при р0,05.

2. Основні результати досліджень

Результати проведених нами досліджень свідчать про значні зміни стану ендогенної інтоксикації та детоксикуючої системи у тварин усіх вікових груп під впливом хлориду кадмію. Одним з найхарактерніших маркерів ступеня вираженості токсичного синдрому вважають вміст молекул середньої маси (Карашуров Е.С., Островский А.Г., Лузгина Е.В., 1988). В нормі з віком вміст СМ і СМ зростає як у плазмі крові, так і в гомогенаті печінки. Максимальні показники відзначено в старих (18-міс.) щурів. Ці дані підтверджують думку про те, що в організмі з віком посилюються катаболічні процеси. У тварин, яким вводили хлорид кадмію, цей показник достовірно зростав на 1-у та 4-у доби експерименту в усіх групах тварин як у крові, так і в гомогенаті печінки. На 7-у і 14-у доби спостерігалося деяке зменшення вмісту СМ, проте його значення ще істотно перевищували рівень інтактних щурів. Це очевидно свідчить, що кадмій посилює в організмі катаболічні процеси, завдяки чому і відбувається зростання вмісту середніх молекул. Найбільший ріст вмісту СМ відмічали в тварин 3-місячного віку.

Максимальні значення ЕІІ в здорових тварин спостерігали в 6-місячних щурів. При отруєнні тварин хлоридом кадмію найбільших значень ЕІІ досягав на 7-у добу експерименту і утримувався на високому рівні до кінця досліджень у всіх групах тварин. Максимальне зростання даного показника відзначали в молодих тварин. Очевидно, кадмій може бути причиною порушення цілісності мембран еритроцитів і найчутливішими до цих порушень виявилися молоді статевонедозрілі тварини. У літературі наявні дані (Міщенко В.П., 1997) про те, що кадмій може виступати антагоністом цинку, він конкурує з останнім за ділянки молекул-ліганд в еритроцитах і таким чином призводить до зниження дезінтоксикаційної дії останніх. Враховуючи, що мембрани дозрілих еритроцитів розглядаються як прототип плазматичних мембран усіх клітин організму, то підвищення їх проникності (зростання ЕІІ) можна вважати характерним для клітин організму, в тому числі печінки і нирок, що проявляється цитолізом їх та виходом з цитоплазми органо- та органелоспецифічних ферментів, наприклад, амінотрансфераз, кислої фосфатази тощо.

Значну роль в розвитку ендогенної інтоксикації відіграє процес перекисного окиснення ліпідів, що веде до порушення мембран клітин і завершується пошкодженням клітинних органел та виходом ферментів. З віком у здорових тварин відзначена тенденція до зростання активності амінотрансфераз в крові. Введення хлориду кадмію достовірно підвищувало активність АлАТ вже на 1-у добу дослідження. У наступні дні експерименту активність даного ферменту залишалася на високому рівні. Причому найбільші зміни спостерігали в тварин 3- та 6-місячного віку, тобто молодий організм, який розвивається, більш чутливий до дії ксенобіотиків. Аналогічна тенденція спостерігалася щодо АсАТ. Різке підвищення активності амінотранфераз на стадіях ранньої інтоксикації в усіх групах тварин свідчить про значний пошкоджувальний вплив хлориду кадмію на плазматичні мембрани, що супроводжується цитолізом гепатоцитів.

Різке підвищення спостерігали на 4-у добу експерименту в усіх групах тварин, причому найбільші показники відзначено в дорослих (6-міс.) щурів. Різке підвищення активності кислої фосфатази можна розглядати як наслідок деструкції плазматичних мембран гепатоцитів та мембран лізосом під дією сполук кадмію.

Реакції мікросомального окиснення - важливі індикатори пошкодження клітин сторонніми чинниками (Арчаков А.И., 1975). В здорових тварин з віком спостерігали зниження як деметилазної, так і гідроксилазної активності мікросом. Найнижчі значення відзначено в старих (18-міс.) щурів. Очевидно, з віком знижується активність ферментів, які каталізують реакції І фази біотрансформації ксенобіотиків, а саме мікросомальної монооксигеназної системи. Наші дослідження показали, що швидкість деметилювання диметиланіліну мікросомами печінки, отруєних хлоридом кадмію тварин, достовірно знижувалася на 1-у добу експерименту, в порівнянні з інтактними. На 7-у і 14-у доби відзначали деяке зростання швидкості реакції порівняно до уражених тварин (1-4 доби). Найбільші зміни за отруєння хлоридом кадмію відзначено в молодих (3-міс.) щурів. Саме різні патологічні стани приводять до зниження рівня цитохрому Р-450 у печінці всіх вікових груп, проте найбільші зміни в щурів 1- і 3-міс. віку (Падалко В.И., Козлова Е.В., Лемешко В.В., 1993). Аналогічні зміни спостерігали і за умов дослідження швидкості гідроксилювання аніліну, хоча в дещо більшій мірі пригнічувалась активність гідроксилювання.

Враховуючи здатність кадмію тропно діяти на печінку і нирки (Cristea Crucita, Bordas E., Kovats Agota, 1991), зростання вмісту сечовини в крові, очевидно, слід розглядати як наслідок його дії на ці органи. Нами відзначено достовірне зростання концентрації сечовини в тварин усіх груп протягом всього експерименту. Причому максимальне значення спостерігали на 4-у добу від початку інтоксикації кадмієм у старих (18-міс.) щурів. Таким чином, зростання вмісту сечовини в крові, отруєних хлоридом кадмію тварин, вказує на посилення метаболізму білків, який супроводжується їх розпадом до амінокислот та дезамінуванням останніх. Однак, зростання сечовини може бути наслідком пораження нирок з порушенням ниркової фільтрації, що спричинено дією кадмію (Карплюк И.А., Волкова Н.А., 1987).

За інтоксикації тварин хлоридом кадмію спостерігали достовірне підвищення рівня загального і кон'югованого білірубіну в крові тварин усіх вікових груп протягом всього експерименту. Найбільші значення даних показників відзначали в дорослих (6-міс.) тварин. Зростання концентрації загального білірубіну відбувається як за рахунок збільшення прямої його фракції, так і некон'югованої. Порушення обмінних і трофічних процесів в пошкоджених гепатоцитах призводить до порушення проникності їх мембран, блокування виведення кон'югованого білірубіну з печінки тварин і зростання його концентрації в крові. Одночасно зростання некон'югованого білірубіну засвідчує про посилення цитолізу еритроцитів і гепатоцитів. В той же час слід мати на увазі, що зростання вмісту кон'югованого білірубіну можна розглядати і як компенсаторно-захисну реакцію, позаяк він у нормі є одним із природних антиоксидантів, що регулюють вільнорадикальне перекисне окиснення.

Таким чином, на основі отриманих нами результатів та аналізу даних літератури можна стверджувати, що інтоксикація хлоридом кадмію призводить до порушення функцій печінки та розвитку синдрому ендогенної інтоксикації.

Для корекції порушень детоксикуючої системи та ендогенної інтоксикації нами було використано середники з антиоксидантною та сорбтивною дією. Одним з таких є прополіс - натуральний продукт, який містить каротин, вітаміни А та С, біофлавоноїди, фенольні сполуки - речовини з антиоксидантною дією (Оконенко Л.Б., 1985). Встановлено, що прополіс має гепатопротекторні властивості, що базуються на притаманній йому мембраностабілізуючій та антиоксидній дії (Падалко В.І., Суходуб А.Л., 1996).

Введення прополісу викликало позитивні зміни стану ендогенної інтоксикації у тварин уражених кадмієм. Так, під впливом прополісу у тварин 6- та 18-місячного віку в крові спостерігалася чітка тенденція до зменшення вмісту СМ. У печінці всіх груп щурів наступило достовірне зменшення вмісту СМ при застосуванні прополісу (табл. 1). Про зменшення ступеня ендогенної інтоксикації, за умов застосування прополісу, вказує і тенденція до зменшення значень еритроцитарного індексу інтоксикації. Зниження проявів інтоксикації позитивно вплинуло на стан мембранних структур гепатоцитів. Активність АлАТ у плазмі, одного з найпоказовіших маркерів стану плазматичних мембран гепатоцитів, знижувалась у всі терміни дослідження, хоч на 7-у добу була ще значно вищою від рівня здорових тварин. Спостерігалася тенденція до зниження активності АсАТ, проте у дещо меншій мірі. Отже, під впливом прополісу стабілізується проникність плазматичних мембран. Введення прополісу не вплинуло суттєво на активність кислої фосфатази, хоч і спостерігалася деяка позитивна тенденція до зменшення в тварин усіх груп. Під впливом розчину прополісу покращувались також показники функціонування мікросом. На 1-у та 4-у доби експерименту спостерігалося зростання активності деметилювання диметиланіліну в щурів 3- та 6-місячного віку. Аналогічні позитивні зміни відзначали і при гідроксилюванні аніліну. Найбільше зростання гідроксилазної активності спостерігали в старих (18-міс.) щурів. Хоча до закінчення експерименту активність окиснювальних процесів у мікросомах зростала, проте вона ще була значно нижчою від її рівня в інтактних тварин. Очевидно, прополіс зменшує негативний вплив кадмію на мікросомальну систему окиснення за рахунок зв'язування кадмію з антиоксидантами прополісу. За корекції прополісом знижувався вміст загального і кон'югованого білірубіну в тварин усіх груп. Найменші показники білірубіну, під впливом прополісу, протягом усього дослідження відзначали в 18-місячних щурів. Введення розчину прополісу зменшило вміст сечовини в крові тварин усіх груп, мінімальну концентрацію відзначали в молодих (3-міс.) щурів.

Одним із сучасних методів лікування токсичних уражень печінки є ентеросорбція, що ґрунтується на пригніченні ендогенної інтоксикації внаслідок фіксації на поверхні сорбенту токсинів, що знаходяться в просвіті шлунково-кишкового тракту (Андрейчин М.А., Гнатюк М.С., 1992).

Нами було використано препарат “Фібрабет”, який створений на кафедрі медичної хімії ТДМА проф. Я.І. Гонським та рекомендований МОЗ України як харчовий, біологічно-активний додаток (свідоцтво №7.09.2951 від 25 листопада 1997 року). Крім сорбуючих речовин , в своєму складі він містить вітаміни B, B, B, B, P, каротин та мікроелементи Zn, Fe, Cu, що попереджують можливі негативні ефекти від введення сорбуючої речовини, збагачуючи організм потрібними незамінними речовинами. Комбінована дія прополісу і “Фібрабету” виявилася більш ефективним засобом корекції кадмієвої інтоксикації, ніж сам прополіс, що проявилося нормалізацією частини показників детоксикуючої системи та ендогенної інтоксикації. Так, комбіноване використання прополісу і “Фібрабету” призводило до достовірного зменшення вмісту середніх молекул у всіх групах тварин в усі дні експерименту. Найменші значення даного показника як у крові, так і в печінці виявили у 3-місячних щурів на 7-у добу дослідження. Застосування прополісу і “Фібрабету” мало позитивний вплив і на стан мембранних структур. Ми виявили достовірне зниження активності АлАТ та АсАТ у плазмі в тварин усіх груп на 1-у добу. Відзначено зменшення активності кислої фосфатази, особливо в тварин 3-місячного віку. Можна стверджувати про виражену мембраностабілізуючу дію прополісу і сорбенту, механізм якої, ймовірно, пов'язаний з позитивним впливом на процеси ліпопереокиснення та зниження токсичного навантаження на клітини печінки. Це припущення підтверджується роботами з дослідження вільнорадикального перекисного окиснення (Ястремська С.О., 2001). Достовірно протягом всього експерименту, в тварин усіх вікових груп зростала деметилазна активність мікросом. Гідроксилазна активність достовірно збільшувалася на 4-у та 7-у добу у 3-, 6-, 18- місячних щурів. Після поєднаного застосування прополісу і “Фібрабету” відзначено більш значне зменшення вмісту загального і кон'югованого білірубіну, ніж за використання прополісу. На 1- і 4-у доби досліджень відзначали достовірне зменшення даних показників у тварин усіх груп. Зниження вмісту загального білірубіну, під впливом застосованих середників опосередковано свідчить про стабілізацію клітинних мембран і зокрема еритроцитів і зростання стійкості їх до гемолізу, а також про покращення видільної функції печінки. Під впливом даних препаратів, спостерігали достовірне зменшення вмісту сечовини на 4-у та 7-у доби в тварин усіх вікових груп.

Перспективним і сучасним методом корекції є використання ліпосом. Оскільки основна частина введеного кадмію локалізована у середині гепатоцитів, ліпосоми завдяки тропності дії до гепатоцитів, піноцитозу чи злиттю з клітинною мембраною можуть направляти свій вміст у середину клітини. Це збільшує можливість потрапляння у клітину антиоксидантів у складі ліпосом і підвищення детоксикації кадмію.

Для корекції кадмієвої інтоксикації нами вперше отримані і використані ліпосоми, начинені манітолом і цитохромом С. Доцільність включення даних речовин пояснюється тим, що вони є пастками для гідроксильних та супероксиданіон радикалів. Як видно із досліджень, під впливом введених ліпосом спостерігалася нормалізація показників ендогенної інтоксикації і детоксикуючої системи в усіх тварин, що, швидше всього, пов'язано із взаємодією їх з клітинами печінки, модифікацією мембран та підвищенням їх функціональної активності. Введення ліпосом регулювало вміст СМ у крові та печінці тварин. Достовірне зменшення даного показника спостерігали в тварин усіх груп протягом всього експерименту, причому в 18- міс. щурів на 7-у добу вміст СМ був дещо менший від рівня інтактних тварин. Застосування даного середника позитивно впливало на ЕІІ. Достовірне підвищення його відзначали на 7- у добу в тварин усіх вікових груп. Таким чином, введення ліпосом зменшувало вираженість токсичного синдрому.

За умов використання ліпосом, ми спостерігали найбільше зниження активності амінотрансфераз у всі строки експерименту. Достовірного зниження зазнавала активність кислої фосфатази, що вказує на зменшення функціонального навантаження на лізосоми. Отже, використання ліпосом з цитохромом С (пастка для радикалів О) і манітолом (пастка для радикалів ОН) сприяло стабілізації як плазматичних, так і субклітинних мембран, що може бути наслідком включення холінфосфатиду в їх склад та блокування окиснення мембранних фосфоліпідів антиоксидантами, які входять у склад ліпосом.

Застосування ліпосом дало позитивні результати за умов дослідження функціонального стану мікросом. Нами зафіксовано підвищення активності деметилювання диметиланіліну та гідроксилювання аніліну в усі терміни дослідження в тварин усіх груп. Найвищу активність протягом всього дослідження спостерігали в молодих щурів (табл. 3).

Вивчаючи ефективність дії ліпосом, відзначали достовірне зниження концентрації білірубіну в усі строки експерименту. Найнижчі значення відзначено в старих (18- міс.) тварин, які значно наближалися до рівня інтактних тварин. Введення ліпосом достовірно зменшувало концентрацію сечовини на 4-у та 7-у добу в тварин усіх груп.

Отже, використання ліпосом з цитохромом С і манітолом у тварин з токсичним ураженням хлоридом кадмію суттєво нормалізувало стан детоксикуючої системи, призвело до інтенсифікації окиснювальних процесів в мікросомах печінки та сприяло зменшенню вираженості токсичного синдрому. Таким чином, запропоновані нами середники для корекції порушень метаболізму за кадмієвого токсикозу засвідчують перспективність та доцільність їх використання з метою посилення детоксикації та пригнічення дії токсичних чинників, що призводять до порушення мембранних структур і проявів ендогенної інтоксикації.

ендогенний детоксикуючий мікросомальний

Висновки

У дисертації подається теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється у встановленні вікових особливостей ендогенної інтоксикації та детоксикуючої системи у тварин, уражених хлоридом кадмію, та пошуку ефективного, природного способу корекції кадмієвої інтоксикації. Ця наукова задача вирішена шляхом екпериментального вивчення ендогенної інтоксикації та детоксикуючої системи у тварин у віковому аспекті та використання ліпосом із інкорпорованими антиоксидантами, поєднання прополісу та ентеросорбенту “Фібрабету” з метою корекції інтоксикації.

Призначення наукової задачі - удосконалення та підвищення ефективності корекції і профілактики токсичних уражень солями кадмію.

У результаті вирішення наукової проблеми встановлено такі наукові і прикладні висновки:

1. Найбільший рівень ендогенної інтоксикації (збільшення СМ, ЕІІ) та зменшення швидкості процесів мікросомального окиснення відзначено в інтактних тварин 18-місячного віку.

2. У крові та печінці всіх тварин під впливом хлориду кадмію збільшується вміст середніх молекул - маркерів ендогенної інтоксикації, в усі терміни дослідження. Найбільший ріст вмісту середніх молекул спостерігали в тварин 3-місячного віку на 4-у добу експерименту. Аналогічні особливості виявлені стосовно еритроцитарного індексу інтоксикації.

3. Інтоксикація кадмієм суттєво впливає на стан плазматичних і лізосомальних мембран: у крові тварин усіх вікових груп підвищувалася активність амінотрансфераз (АлАТ, АсАТ) та кислої фосфатази. Переважання активності амінотрансфераз над активністю кислої фосфатази засвідчує про більше пошкодження плазматичних мембран у порівнянні з лізосомальними. Максимальні зміни відзначено в 3- та 6-місячних щурів.

4. Під впливом хлориду кадмію наступає суттєве порушення процесів детоксикації, що супроводжується зниженням швидкості деметилювання диметиланіліну та гідроксилювання аніліну в мікросомах гепатоцитів, збільшенням концентрації сечовини та вмісту загального і кон'югованого білірубіну в крові тварин усіх груп. Максимальні зміни спостерігали в молодих (3-міс.) та старих (18-міс.) щурів у ранні строки інтоксикації.

5. Прополіс знижує вираженість синдрому ендогенної інтоксикації (зменшується вміст СМ, ЕІІ, активність АлАТ, АсАТ у всіх вікових групах), активує окиснювальні процеси у мікросомах гепатоцитів (збільшує деметилазну та гідроксилазну активність у щурів 6-, 18-місячного віку на 4-ту добу), що підтверджує його гепатопротекторні властивості.

6. Комбінована дія прополісу і “Фібрабету” виявилася ефективнішим засобом корекції кадмієвої інтоксикації, ніж сам прополіс, і супроводжувалася нормалізацією більшої кількості показників детоксикуючої системи та ендогенної інтоксикації. Найбільші зміни після введення даних середників відзначено в усіх групах тварин на 1-шу та 4-ту доби експерименту.

7. Холінфосфатидні ліпосоми з інкорпорованим манітолом і цитохромом С мають більш виражений нормалізуючий вплив на стан мембранних структур та процеси детоксикації, ніж розчин прополісу та “Фібрабет”. Їх введення сприяло зменшенню вираженості токсичного синдрому в тварин усіх вікових груп. Найбільший ефект від введення ліпосом спостерігали в тварин старшої вікової групи.

Література

1. Гонський Я.І., Соловодзінська І.Є. Вікові особливості ендогенної інтоксикації у тварин з кадмієвим токсикозом // Наукові записки. Серія біологія. - 2000. - №4 (11).- С. 76-79.

2. Соловодзінська І.Є. Корекція змін показників детоксикуючої системи та ендогенної інтоксикації при експериментальному кадмієвому токсикозі за допомогою ліпосом // Медична хімія. - 2001. - Т. 3. №4. - С. 40-44.

3. Гонський Я.І., Соловодзінська І.Є. Вікові особливості детоксикуючої системи в щурів, отруєних хлоридом кадмію // Екологія та ноосферологія. - 2002. - Т.11.№ 1-2. - С. 19-22.

4. Підручна С., Ястремська С., Соловодзінська І. та ін. Вікові особливості перебігу вільнорадикального окислення та ендогенної інтоксикації за умов токсичного гепатиту // Тези доповідей ІІ Міжнародного медичного конгресу студентів і молодих вчених. - Тернопіль. - 1998. - С. 58-59.

5. Матолінець О., Соловодзінська І., Ястремська С. та ін. Стан ендогенної інтоксикації, імунної системи та процесів вільнорадикального окислення у тварин різних вікових груп за кадмієвого токсикозу // Тези доповідей ІІІ Міжнародного медичного конгресу студентів і молодих вчених. - Тернопіль. - 1999. - С. 315.

6. Матолінець О., Соловодзінська І., Ястремська С. Показники антиоксидантної системи, перекисного окиснення та стану ендогенної інтоксикації за умов корекції кадмієвого токсикозу ліпосомами // Тези доповідей IV Міжнародного медичного конгресу студентів і молодих вчених. - Тернопіль. - 2000. - С. 357-358.

Размещено на Allbest.ru