А.В. Синдирева, Г.А. Майданюк, Н.С. Майданюк

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Омский государственный аграрный университет имени П. А. Столыпина»

В результате проведения подострого эксперимента установлено нарушение функций печени у животных группы «свинец» и в то же время введение в рацион солей селена способствует нормализации биохимических показателей. Результаты, полученные по итогам данной работы, помогут определить возможность использования селена, как биологической добавки, для снижения токсического действия соединений свинца на животный организм.

Ключевые слова: микроэлементы, экологическая оценка, крысы, печень, биохимические показатели.

Joint influence of lead and selenium on an organism of rats of the line Wistar

A. V. Sindireva, G. A. Maydanyuk, N. S.Maydanyuk

In the researches conducted by us in the conditions of subacute experiment it is established that violation of a liver at animals of group lead and in too time use of selenium, contributes to normalization of biochemical indicators. The results received following the results of this work will help us to define a possibility of use of selenium as the biological additive interfering toxic effect of lead and its connections on an animal organism.

Keywords: microelements, ecology evaluation, rats, liver, biochemical indicators

Количество и разнообразие опасных для планеты загрязнителей ежегодно растет в геометрической прогрессии. Одним из самых губительных для человечества веществом признан свинец, который активно выбрасывается во время переплавки, промышленной добычи и, что неожиданно, процессов переработки деталей для автомобилей. Данный вывод основывается на изучении сорока девяти экологически неблагоприятных стран мира [3,4,5,9].

Опасность свинца для человека определяется его значительной токсичностью и способностью накапливаться в организме. Различные соединения свинца обладают разной токсичностью: малотоксичен стеарин свинца; токсичны соли неорганических кислот. Однако на практике, как правило, анализируется только общее содержание свинца в различных компонентах окружающей среды, продовольственном сырье и пищевых продуктах, без дифференциации на фракции и идентификации вида соединений. В организм человека большая часть свинца поступает с продуктами питания [2,5]. Основные проблемы, которые вызывает этот загрязнитель: заторможенность развития молодого организма, понижение интеллекта, возникновение заболеваний почек и нервной системы [2,5].

В то же время экотоксикологам давно известно о свойствах эссенциального микроэлемента селена, который выполняет ряд полезных функций в животном организме: усиливает иммунитет организма (стимулирует образование антител, белых кровяных клеток, участвует в выработке эритроцитов); является сильным антиоксидантом (препятствует развитию опухолевых процессов и старению организма, нейтрализует и выводит чужеродные вещества, активирует витамин Е); входит в состав большинства гормонов, ферментов и некоторых белков; защищает организм от токсичных проявлений ртути, кадмия, свинца и других тяжелых металлов [3,4,7,8].

В связи с этим, целью работы явилась оценка возможности использования селена для снижения токсичного действия свинца в условиях повышенного поступления его в организм животных.

Исследования проводились на лабораторных животных, крыса линии Wistar. Крысы линии Wistar наименее агрессивные и легко адаптируются к жизни в лабораторных условиях, обладают высокой устойчивостью к неблагоприятным факторам. Обмен веществ в организме имеет много сходного с этим процессом у людей и сельскохозяйственных животных, что делает их удобным объектом при токсикологических исследованиях [1].

Помимо основного рациона лабораторным животным ежесуточно вводили соли селенита натрия (Na₂SeO₃) и ацетата свинца (Pb(CH₃COO)₂). В сыворотке крови животных, с избытком селена и свинца, определяли основные биохимические показатели, характеризующие функциональное состояние печени: общий белок, глюкозу, активность ферментов - аланинаминотрансфераз, аспартатаминотрансфераз. Данные методики являются унифицированными. Содержание селена определяли во ВНИИССОК, свинца в Омской ветеринарной лаборатории. Схема проведения исследований представлена в таблице 1.

Таблица 1

Схема проведения исследований

По окончании исследования данные обрабатывали статистическими методами.

Поскольку основным депо микроэлементов является печень, представля-лось необходимым определить содержание свинца и селена именно в этом органе. Результаты по изучению содержания свинца в печени крыс в зависимости от варианта представлены в таблице 2.

Таблица 2

Содержание свинца в печени животных, мг/кг

Сложность оценки воздействия свинца на организм человека и лабораторных животных состоит в том, что свинец, как и другие тяжелые металлы в малых дозах оказывает неспецифическое воздействие. В результате происходит бессимптомное накопление изменений в органах и тканях, что выявить клинически не всегда возможно [2].

Согласно данным, представленным в таблице 2, наибольшее содержание свинца отмечается у животных 3 опытной группы. Наши исследования показали, что применение селена снижает уровень поступления свинца в организм. При этом у данной группы животных содержание свинца в печени снижается до уровня контроля.

Известно, что в печени и почках, осуществляющих барьерную функцию по отношению к солям тяжелых металлов, в частности, свинца, индуцируют биосинтез специального белка металлотионеина. Затем эти вещества присое-диняются к его сульфгидрильным группам и накапливаются в составе этого белка в тканях. Токсичность свинца, после присоединения металлотионеина не только не снижается, но даже увеличивается. Селен, ингибируя биосинтез металлотионеина, препятствует этому процессу, способствуя, таким образом, более эффективной экскреции солей тяжелого металла из организма. На уже синтезированном металлотионеине он способен связывать часть SH-групп, предотвращая присоединение к ним [7,8,11].

Был исследован биохимический анализ крови животных, который помогает поставить диагноз, назначить и скорректировать лечение, а также определить стадию заболевания.

Известно, что печень в организме выполняет множество функций, в том числе синтетическую и экскреторную. При этом общее количество белка и его основные физико-химические параметры зависят от состояния гепатоцитов. В связи с этим нами были изучены такие биохимические показатели, как общий белок и его фракции. Исследования показали, что у всех трех групп опытных животных наблюдаются изменения в уровне общего белка и его фракций по сравнению с контролем. Это связано с наличием воспалительных явлений (возрастание количества белков острой фазы воспаления) (рис. 1).

Рис. 1. Содержание общего белка и его фракций глобулинов и альбуминов

в сыворотке крови крыс, г/л

Содержание глюкозы наибольшее у животных группы «свинец», «свинец+селен» (рис. 2). Изменение уровня глюкозы свидетельствует о нару-шении энергетического обмена, что может привести к антиоксидантному стрессу [10,11].

Рис. 2. Содержание глюкозы в сыворотке крови крыс, ммоль/л

В условиях повышенного поступления микроэлементов особый интерес представляет обмен ионов в организме животных, связи с этим мы провели исследование содержания кальция и фосфора в крови животных. При этом установлено, что при поступлении селена и свинца, увеличивается содержание кальция и фосфора (рисунок 3). Обмен кальция в организме не нарушается, содержание свободного кальция находится в пределах нормы в группах свинец и селен.

Рис. 3. Содержание Са, Р в сыворотке крови крыс, ммоль/л

У животных всех опытных групп отмечается повышение содержания молочной кислоты, что может свидетельствовать о наличии гипоксии в организме животных. Увеличение содержания мочевины по сравнению с контролем отмечено в крови животных групп «селен» и «свинец» (рис. 4).

Рис. 4. Содержание молочной кислоты и мочевины в сыворотке крови крыс, ммоль/л

Также в крови животных групп «селен» и «свинец» отмечено увеличение содержания мочевой кислоты по сравнению с контролем (рис. 5).

Рис. 5. Содержание мочевой кислоты в сыворотке крови крыс, мкмоль/л

Известно, что мочевая кислота синтезируется в печени и в виде соли натрия содержится в плазме крови. За выведение мочевой кислоты из крови отвечают почки. При нарушении деятельности почек, происходит нарушение обмена мочевой кислоты. Как следствие — накопление в крови солей натрия, уровень мочевой кислоты растет, вызывая разнообразные повреждения органов и тканей

Клетки печени имеют прямой контакт, как с интерстициальным, так и с внутрисосудистым пространством. К тому же проницаемость стенок капилляров в печени высока. Следовательно, при патологии гепатоцитов ферменты, освобождающиеся из клеток, быстро оказываются в плазме крови. Особенно ярко проявляются изменения активности аминотрансфераз при острых и хронических воспалительных процессах в печени. Показано, что активность этих энзимов существенно возрастает и при токсическом поражении печени [6,8,10,11]. Исследование активности аспартатаминотрансферазы (АсАт) и аланинаминотрансферазы (АлАт) в плазме крови крыс группы «свинец» показало увеличение активности данных ферментов по сравнению с контролем. В то же время применение селена способствует снижению активности изучаемых ферментов до уровня контроля.

Таким образом, по результатам биохимического исследования отмечено нарушение функций печени у животных группы «свинец», в то же время применение селена способствует нормализации ряда биохимических показателей. Селен способен снижать содержание свинца в печени животных и способствует снижению токсического действия этого металла.

Библиографический список

1. Абдуллаев Ф. И. Ингибирование синтеза РНК в клетках животных селенитом натрия / Ф. И. Абдуллаев, И. А. Аллахвердиев, Г. Р. Мамедова // Биохимия. – 1989. – Т. 54. – Вып.1. – С.145–148.

2. Ильинов А. Н. Кислотные эритрограммы мышей при отравлении Zn, Cd и Pb / А. Н. Ильинов, И. А. Рязанов, А. Н. Осипов // Токсикологический вестник 1997. – №4. – С. 10–14.

3. Ермохин Ю. И. Нормирование содержания микроэлементов в трофических цепях / Ю. И. Ермохин, В. М. Красницкий, А. В. Синдирева // Плодородие. – 2010. – № 1. – С. 54–56.

4. Ермохин Ю. И. Основные критерии агроэкологической оценки действия микроэлементов в системе почва–растение–животное / Ю. И. Ермохин, А. В. Синдирева // Проблемы агрохимии и экологии. – 2008. – № 3. – С.19–22.

5. Кабата-Пендиас А. Микроэлементы в почвах и растениях / А. Кабата-Пендиас, Х. Пендиас – М.: Мир, 1989. – 439 с.

6. Колб, В. Г. Справочник по клинической химии / В. Г. Колб, В. С. Камышников // Изд-во:Беларусь, 1982. – 366 с.

7. Синдирева А. В.Оценка селенового статуса территории Омской области / А. В. Синдирева, Н. А. Голубкина // Омский научный вестник. – 2011. – № 1 (104). – 192–196.

8. Синдирева А. В. Эколого-токсикологическая оценка действия кадмия, цинка, селена в условиях южной лесостепи Омской области / А. В. Синдирева // Вестник Красноярского ГАУ. – 2011. – Вып. 10. – С. 118–123.

9. Экспресс-лаборатория [Электронный ресурс] http://www.lab.ekoset.ru/ pages/samyi_opasnyi_zagryaznitel_planety

10. Синдирева А. В. Кадмий, никель, цинк в системе почва-растение-животный организм / А. В. Синдирева, М. Н. Гонохова // Эколого-физиоло-гические исследования состояния окружающей среды и здоровья населения Омского Прииртышья. – Омск: Вариант-Омск, 2010. – С. 250–280.

11. Синдирева А. В. Критерии и параметры действия микроэлементов в системе почва–растение–животное: дис. … докт. биол. наук /А. В. Синдирева. – Омск, 2012. – 455 с.

Сведения об авторах

А.В. Синдирева, доктор биологических наук, профессор Омского ГАУ, телефон (3812) 65-46-27, sindireva72@mail.ru

Г.А. Майданюк, аспирант Омского ГАУ, телефон (3812) 65-46-27

Н.С.Майданюк, студент Омского ГАУ, телефон (3812) 65-46-27

A. V. Sindireva, Dr. Biol. Sci., Assoc. Prof., Omsk SAU, ph (3812) 65-46-27, sindireva72@mail.ru

G. A. Maydanyuk, Postgraduate, Omsk SAU, ph (3812) 65-46-27

N. S.Maydanyuk, Undergraduate, Omsk SAU, ph (3812) 65-46-27

УДК 502

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: