11426 (647042), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Можливо, що такий характер змін метаболічного пулу вільних амінокислот у серці отруєних щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку може бути обумовлений втратою можливості клітин міокарду акумулювати амінокислоти з плазми крові. Водночас, зменшення загального вмісту амінокислот у серці, можливо, пов’язане з активацією метаболічних процесів у серцевому м’язі у відповідь на введення токсичної речовини, а саме кадмію сульфату. При цьому молодий організм характеризується більш високою інтенсивністю метаболічних перетворень порівняно із щурами 6 - і 18-місячного віку. В результаті зменшується загальний вміст вільних амінокислот за умов отруєння кадмієм, що найбільшою мірою проявляється в серці щурів 3-місячного віку і становить 16,0%, тоді як у тварин 6 - і 18-місячного віку – 14,3 і 11,9% відповідно відносно цих показників у серці інтактних тварин.
Аналіз одержаних результатів свідчить, що отруєння кадмієм призводить до зміни метаболічного пулу вільних амінокислот у селезінці щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку. Встановлено, що за умов отруєння кадмію сульфатом зменшується загальний вміст вільних амінокислот у селезінці отруєних щурів усіх дослідних груп відносно цих показників у селезінці інтактних тварин. Встановлено, що найбільших змін при отруєнні зазнає молодий організм. Так вміст вільних амінокислот у селезінці щурів 3-місячного віку за умов отруєння кадмієм зменшується на 15,5% відносно інтактних тварин.
Відомо, що вільні амінокислоти є сполучною ланкою між обміном білків і проміжним обміном нітрогену (Bender D. A., 1975; Мельничук С.Д. та ін., 2001).
У зв’язку з цим досліджено концентрацію показників азотного обміну – аміаку, креатиніну, сечовини та загального білка в організмі щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку та за умов отруєння кадмію сульфатом (рис.1).
Одержані дані свідчать, що введення кадмію сульфату в організм щурів різного віку, призводить до зміни концентрації показників, які характеризують стан азотного обміну. Так, у крові отруєних тварин 3-, 6 - і 18-місячного віку виявлено тенденцію до зниження концентрації загального білка на фоні вірогідного підвищення концентрації аміаку в 2,1, 2,1 і 1,7 раза, сечовини – у 2,0, 1,6 і 1,2 раза та креатиніну – у 2,5, 1,6 і 1,4 раза відповідно відносно цих показників у крові тварин інтактної групи, що є свідченням посилення амонієгенезу та сечовиноутворення в тканинах, оскільки кадмій є одним із визначальних факторів, що опосередковано, в результаті низки складних метаболічних перетворень, призводить до виникнення метаболічного ацидозу (Мельничук Д.О., Любецька Т.В. та ін., 1987; Мельникова Н.М. та ін., 2004). При цьому в організмі отруєних тварин відбувається процес окисної модифікації білків, який призводить до агрегації або фрагментації білка. Такі окиснені білки є субстратом для протеолітичних ферментів, які, в свою чергу, також обумовлюють зниження у крові концентрації загального білка (Simpson J. A. et al., 1992; Levine R. L. et al., 1999). Найбільш виражені зміни концентрації показників азотного обміну відмічено в крові отруєних щурів 3-місячного віку, що можна пояснити пригніченням з віком метаболічних процесів.
Обмін амінокислот контролюють біохімічні та фізіологічні механізми, що забезпечують відносно стабільний їх рівень у крові та тканинах, а надлишок утилізується в реакціях глюконеогенезу, синтезі ацетил-КоА та утворення проміжних продуктів циклу трикарбонових кислот (Бенсон Дж. и др., 1984). Таким чином, амінокислоти в процесі тканинного обміну утворюють субстрати циклу трикарбонових кислот. Вуглеводи, що зазнають перетворення в результаті гліколізу, є джерелами пірувату і лактату.
Зважаючи на те, що в процесі онтогенезу відбуваються значні зміни окисно-відновних реакцій і, зокрема, зміни гліколізу та циклу трикарбонових кислот (Доліба М.М., Кургалюк Н.М. та ін., 1993), вивчено вікові особливості токсичного впливу кадмію на окремі ланки цих метаболічних шляхів, як одних із найважливіших у процесах біологічного окиснення і генерації макроергічних зв’язків.
За результатами проведених досліджень встановлено, що отруєння щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку кадмію сульфатом призводить до порушення метаболізму вуглеводів і проявляється підвищенням концентрації глюкози, метаболітів гліколізу та циклу трикарбонових кислот у крові отруєних тварин (рис.2).
Досліджуючи концентрацію метаболітів гліколізу у крові отруєних щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку, встановлено вірогідне підвищення концентрації лактату на 33,7, 24,2 і 17,2%, пірувату – на 77,8, 75,0 і 73,3% відповідно відносно цих показників у крові інтактних тварин. Надлишок концентрації лактату за умов отруєння кадмієм, імовірно вказує на активацію анаеробних процесів гліколізу. Водночас, підвищена концентрація пірувату в крові отруєних щурів може свідчити, що процеси вуглеводного розщеплення гальмуються на стадії окиснення пірувату.
При дослідженні концентрації метаболітів циклу трикарбонових кислот у крові за умов уведення виявлено їхні зміни у щурів усіх вікових груп. Встановлено, що в отруєних щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку вірогідно підвищується концентрація малату на 40,2, 33,8 і 24,6%, б-кетоглутарату – на 79,4, 63,3 і 50,0%, оксалоацетату – у 2,1, 1,9 і 1,8 раза відповідно відносно цих показників у крові щурів інтактних груп. Такий характер змін концентрації метаболітів циклу трикарбонових кислот у крові отруєних щурів, можливо, пов’язаний з пригніченням функціонування аеробного шляху розщеплення вуглеводів і, як наслідок, – зниження використання зазначених метаболітів у циклі трикарбованих кислот.
На підставі аналізу одержаних даних можна зробити висновок про відмінності інтенсивності процесів вуглеводного обміну залежно від віку тварин.
Отже, результати проведених досліджень свідчать, що з віком чутливість організму до токсичного впливу важких металів знижується. Зміна біохімічних процесів в організмі щурів на різних етапах онтогенезу лежить в основі адаптаційних реакцій організму до дії ксенобіотиків і є одним із механізмів пристосування до існування за умов отруєння кадмієм (Трахтенберг І.М., 2005). Встановлено, що в крові отруєних щурів 3-місячного віку ступінь активації гліколізу є значно вищою порівняно з відповідними показниками у крові отруєних тварин 6 - та 18-місячного віку.
Таким чином, виявлене пригнічення з віком активності гліколізу може свідчити про зниження потенціальних резервів гліколітичної системи.
Результати проведених досліджень доводять, що отруєння кадмієм призводить до зміни вмісту глюкози, метаболітів гліколізу і циклу трикарбонових кислот не тільки у крові, а й у печінці щурів 3-, 6 - та 18-місячного віку (рис.3).
Рис.3. Вміст глюкози (А) та метаболітів гліколізу (Б) і циклу трикарбонових кислот (В) у печінці щурів різного віку за умов отруєння кадмію сульфату, ммоль/кг (M ± m, n = 8).
При дослідженні вмісту метаболітів гліколізу – лактату й пірувату в печінці щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку за умов уведення кадмію, встановлено вірогідне збільшення їх вмісту в 1,5, 1,3 і 1,2 раза і 2,4, 2,0 і 1,7 раза відповідно відносно цих показників у печінці тварин інтактних груп. Збільшення вмісту лактату свідчить про активацію гліколітичних процесів анаеробного дихання за умов отруєння важкими металами й узгоджується з високим вмістом пірувату. Таким чином, активація гліколізу при отруєнні кадмієм, можливо, є пристосувальним механізмом внаслідок пригнічення споживання кисню печінкою, а також зниження активності ряду ферментів, які беруть участь у цьому процесі.
Показано, що при отруєнні кадмію сульфатом у печінці щурів усіх досліджуваних груп збільшується вміст метаболітів циклу трикарбонових кислот – б-кетоглутарату, малату, оксалоацетату. Так, вміст б-кетоглутарату в печінці отруєних щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку збільшується у 2,8, 2,3 і 1,7 раза, малату – у 2,7, 2,4 і 1,6 раза та оксалоацетату – у 2,3, 2,1 і 1,8 раза відповідно відносно цих показників у печінці інтактних щурів. Виявлено тенденцію до збільшення вмісту глюкози в печінці всіх досліджуваних щурів при отруєнні кадмію сульфатом відносно цього показника в печінці щурів інтактних груп.
За умов уведення кадмію вміст лактату та пірувату в печінці щурів 3-місячного віку є значно більшим, порівняно з відповідними показниками у тварин 6 - і 18-місячного віку при отруєнні кадмієм, що пов’язано з особливостями обмінних процесів у молодому організмі й може свідчити про зниження інтенсивності окисно-відновних процесів і накопичення недоокиснених продуктів проміжного обміну в організмі при дії кадмію сульфату.
Зміни вмісту цих метаболітів у печінці щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку, за умов отруєння кадмієм, порівняно із цими показниками у печінці щурів інтактних груп, узгоджуються зі змінами їх концентрації в крові. При цьому аналіз одержаних результатів дозволяє стверджувати, що такий характер змін є проявом пристосувальної реакції організму тварин різного віку до токсичної дії кадмію сульфату, яка найбільшою мірою виражена у щурів 3-місячного віку.
Отже, наведені в роботі дані свідчать, що при введенні кадмію сульфату ступінь змін біохімічних показників визначається, насамперед, віком і найбільшою мірою проявляється в організмі 3-місячних тварин. Показано, що інтенсивність метаболічних процесів на різних етапах онтогенезу має виражену вікову залежність і визначає чутливість організму щодо токсичного впливу важких металів. Встановлено, що за умов отруєння кадмію сульфатом стостерігаються кількісні зміни вмісту досліджуваних показників, які можна розглядати як компенсаторну відповідь організму на дію кадмію, що призводить до розвитку метаболічного ацидозу. Таким чином, дослідження якісного та кількісного спектра вільних амінокислот, а також метаболітів азотного і вуглеводного обміну в організмі тварин різного віку, отруєних кадмію сульфатом дає можливість корекції вмісту цих показників з метою нормалізації метаболічних процесів в отруєному організмі. У свою чергу, корекція таких біохімічних показників, як вміст вільних амінокислот, метаболітів азотного і вуглеводного обміну в крові та внутрішніх органах отруєних щурів різного віку відіграють важливу роль у формуванні адаптаційних реакцій організму тварин до дії ксенобіотиків і кадмію зокрема.
ВИСНОВКИ
Досліджено амінокислотний спектр крові та внутрішніх органів у інтактних щурів і за умов уведення кадмію сульфату в 3-, 6 - і 18-місячному віці. Встановлено якісний склад вільних амінокислот у крові, печінці, нирках, легенях, серці й селезінці інтактних щурів усіх вікових груп та за умов уведення кадмію сульфату, яких налічується 18: аланін, аргінін, аспарагінова кислота, валін, гістидин, гліцин, глутамінова кислота, ізолейцин, лейцин, лізин, метіонін, пролін, серин, тирозин, треонін, триптофан, фенілаланін, цистин.
Кількісний склад виявлених вільних амінокислот у крові, печінці, нирках, легенях, серці та селезінці інтактних щурів у віковому аспекті показав, що в крові та внутрішніх органах щурів 3-місячного віку загальний вміст вільних амінокислот є більшим порівняно з відповідними показниками у тварин 6 - і 18-місячного віку.
Встановлено перерозподіл вмісту вільних амінокислот в організмі отруєних щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку, які мають подібну спрямованість змін у всіх вікових групах, але найбільш виражені у щурів 3-місячного віку відносно інтактних тварин. Так, при введенні кадмію сульфату загальний вміст вільних амінокислот у печінці 3-місячних щурів збільшується на 16,6%, при цьому вміст аспарагінової і глутамінової кислот зменшується; у нирках – збільшується на 18,4%, а в легенях, серці та селезінці – зменшується на 16,1, 16,0, 15,5% відповідно; у крові – знижується на 17,7%, але концентрація ізолейцину, аспарагінової і глутамінової кислот вірогідно підвищується. Встановлені зміни вмісту вільних амінокислот є свідченням порушення їхнього метаболізму в організмі за умов дії кадмію сульфату.
Виявлено зміни концентрації показників азотного обміну у крові інтактних щурів різного віку та за умов уведення кадмію сульфату, які найбільш виражені у 3-місячних щурів: вірогідне підвищення концентрації сечовини, аміаку, креатиніну відповідно в 2,0, 2,1 і 2,5 раза та зниження концентрації загального білка на 17,3%, відносно щурів інтактної групи, що може бути наслідком посилення інтенсивності амонієгенезу та сечовиноутворення.
Встановлено вірогідне збільшення вмісту метаболітів вуглеводного обміну в печінці та крові щурів за умов уведення кадмію сульфату, в усіх вікових групах, що найбільш виражено у тварин 3-місячного віку, відносно цих показників у печінці та крові щурів інтактної групи, а саме вміст метаболітів гліколізу – пірувату і лактату в крові в 1,8 і 1,3 раза, в печінці в 2,4 і 1,5 раза відповідно, циклу трикарбонових кислот малату, оксалоацетату і б-кетоглутарату у крові в 1,4, 2,1 і 1,8 раза, в печінці у 2,7, 2,3 і 2,8 раза відповідно, що вказує на функціональні та метаболічні зміни в організмі отруєних тварин.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
