Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Алиментарная модификация тиол-зависимых цитопротекторных систем в условиях свинцовой интоксикации

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Алиментарная модификация тиол-зависимых цитопротекторных систем в условиях свинцовой интоксикации"

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ИНСТИТУТ ПИТАНИЯ

п >- п л п На правах рукописи

I I О 1М

^ .....;

САРСЕМБАЕВА АЛТЫН ПЕШЕНТАЕВНА

АЛИМЕНТАРНАЯ МОДИФИКАЦИЯ ТИОЛ-ЗАВИСИМЫХ ЦИТОПРОТЕКТОРНЫХ СИСТЕМ 3 УСЛОВИЯХ СВИНЦОВОЙ ИНТОКСИКАЦИИ

(03.00.04 - Биохимия)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Алматы - 1996

Работа выполнена в Институте питания НАН Республики Казахстан.

НАУЧНЫЕ РУКОЬОДИТЕЛИ:

доктор медицинских наук, профессор Кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

Доктор медицинских наук, профессор Доктор медицинских наук, профессор

Ведущая организация: Научно-исследовательский профзаболевании

Защита диссертации состоится * >0 " /У -/У ^ У_ 1996г.

в "_и часов на заседании специализированного совета Д 53.18. 01. в Институте

питания НАН Республики Казахстан по адресу. 480008, г. Алматы, ул. Клочкова.66.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института питания НАН Республики Казахстан.

/. ^ /

Автореферат разослан" " / -_ 1996 г.

Ш.С.Тажибаев Н.М.Карсыбекова

АА Мамырбаев В.П. Верболович

институт гигиены и

Ученый секретарь специализированного совета кандидат медицинских наук

Е.Ю. Исмагилова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Пр олсма загрязненности окружающей среды особенно актуальна ял я ряда регионов Казахстана, где функционируют крупные промышленные предприятия по добыче и переработке свинцовых руд. Пагубное влияние солей тяжелых металлов вызывает повышение заболеваемости рабочих этих производств, снижение защитных сил организма и падение трудоспособности.

К настоящему времени в существенной мере установлены основные проявления и механизмы развития токсического воздействия солей тяжелых металлов, в частности, солей свинца. Свинец, являясь мембранотропным ядом, ведет к нарушению целостности мембран клеток посредством индукции ПОЛ и связывания с SH-группами, фосфатными, карбоксильными группами мембран, увеличивает их жесткость, снижает устойчивость к осмотическому шоку и приводит к истощению антиоксидантного потенциала организма, ведет к значительному ушетению антаоксидантных ферметшх систем /ЕжковаТ.С.и др., 1987, KangY., 1989/.

Соли свинца отнесены к категории политропных ядов, вызывающих повреждение всех органов и систем организма. Но наиболее уязвимой к токсическому воздействию свинца является система синтеза тема. Проникнув в эритроцит, свинец вызывает полную дискоординацию процесса синтеза гема, блокируя его отдельные ферментные этапы. Нарушение функции печени под действием свинца включает повреждение различных процессов обмена веществ на клеточном и тканевом уровнях. Поражение ренальной системы характеризуется токсической нефропатией, некрозом почечных артериол, глобулярным склерозом. Выявлены гонадотропность, мутагенность, тератогенность и канцерогенность соединений свинца /Band Let al., 1990, Machote R. et al., 1989,WuS., LiuY.,1988/.

Анализ литературы свидетельствует о том, что наиболее физиологичным и весьма перспективным средством снижения токсичности соединений свинца могло бы служить специализированное питание, составленное с учетом соответствующих модифицирующих свойств многочисленных пищевых компонентов и их различных комбинаций.

Имеющиеся в доступной литературе сведения об использовании нугриентов для снижения токсичности свинца в настоящее время носят еше фрагментарный и

экспериментальный характер. Учитывая изложенное, представляется цел сообразным проведение поиска эффективных средств алиментарной защиты от отрицательного воздействия свинца на организм.

Общеизвестна антиоксидантная роль тиоловых соединений, обусловленная тушением активных форм кислорода (АФК), стимуляцией глутатионпероксидазного цикла. Пристальное внимание многих исследователей к флавоноидам и родственным им фенольным соединениям обусловлено их значительным протекторным потенциалом, связанным с антиоксвдантной активностью и способностью к хелатированию солей тяжелых металлов.

Известно, что повышенная сорбция и выведение солей тяжелых металлов на этапе желудочно-кишечного тракта в значительной степени снижает их токсический эффект. Такой высокой адсорбционной способностью обладают пищевые волокна.

Таким образом, в настоящее время назрела необходимость создания эффективных средств защиты от вредных условий производства, прежде всего специализированных продуктов питания и премиксов лечебно-профилактического назначения, включающих пищевые и биологически активные добавки.

В связи с изложенным, цель исследования состояла в разработке физиологичных путей защиты организма от отрицательных последствий свинцовой интоксикации путем модификации тиол-зависимых цитопротекгорных систем алиментарными средствами.

Основные задачи исследования:

1. Изучить состояние тиол-зависимых цитопротекгорных систем во взаимосвязи с общетоксическим действием ацетата свинца на организм в условиях экспериментальной модели свинцовой интоксикации.

2. Исследовать пути алиментарной модификации состояния тиол-зависимых цитопротекгорных систем и общетоксического действия свинца в условиях моделирования свинцовой интоксикации.

3. На основе анализа полученных результатов разработать алиментарные модификаторы тиол-зависимых цитопротекгорных систем, снижающие

токсическое действие свинца на организм.

4. На основе результатов исследования различных алиментарных модификаторов разработать комплексный лечебно-профилактический премикс /ЛПП/.

Научная новизна. Дана комплексная оценка состояния тиол-зависимых цитопретекторных и гемсинтетической систем во взаимосвязи с общетоксическим эффектом ацетата свинца в условиях свинцовой интоксикации на фоне воздействия различными алиментарными факторами. Изучены пути алиментарной регуляции состояния тиол-зависимых цитопротекгорных систем с использованием различных вариантов обогащения рациона питания пищевой клетчаткой и некоторыми аминокислотами, витаминами и микроэлементами. Установлены механизмы протекторного действия разработанных рационов от отрицательного воздействия свиниа на организм, включающие обеспечение в органах и тканях высокого уровня сульфгидрильных групп, повышение активности ключевых ферментов глутатионпероксидазной системы, стимуляцию анитоксидантной и поддержку гемсинтетической системы, защиту зршропоэтической функции костного мозга от токсического эффекта свинца.

Практическая ценность работы. Впервые разработаны специализированные рационы, способные снижать тохсическое воздействие свинца на организм. По результатам полученных данных на основе специализированных рационов разработан лечебно-профилактический премикс с целью использования его на предприятиях по переработке свинцовых руд для профилактики отрицательных последствий свинцовой интоксикации путем модификации тиол-зависимых цитопротекгорных систем и поддержания гемсинтетической системы. Теоретическая значимость. Изучено состояние тиол-зависимых цитопротекгорных и гемсинтетической систем во взаимосвязи с токсическим действием ацетата свинца. Выявлены основные пути направленной алиментарной коррекции биохимических систем, подвергающихся токсическим воздействиям свинцовых соединений, связанные с защитой, стимуляцией и поддержкой тиол-зависимых цитопротекторных, гемсинтетической и антиоксидантной систем, а

также эритропоэтической функции костного мозга посредством обогащения рациона питания источниками и предшественниками сульфгидрильных групп, антиоксидоггами, пищевой клетчаткой, некоторыми аминокислотами, витаминами и микроэлементами. Полученные результаты биохимических исследовании верифицированы морфологическими исследованиями некоторых органов экспериментальных животных.

Апробация работы. Основные положения работы доложены на Второй Международной Турецко-Казахстанской конференции по проблемам экологии окружающей среды (г. Алматы, 1993); на Второй конференции биохимиков Узбекистана (г.Ташкент, Узбекистан 1993); на Международном симпозиуме ВОЗ "Охрана окружающей среды в Центральной и Восточной Европе: от оценки до управления" (г.Сосновицы, Польша 1994). Основные подожгнкя, шносимые на защиту:

1. Разработана адекватная экспериментальная модель, обеспечившая проявление токсических эффектов ацетата свинца на гемсинтетическую систему и эритропоэитческую функцию костного мозга, а также выявлены механизмы токсического воздействия ацетата свинца на состояние тиол-зависимых цито протекторных систем в условиях базового рациона, связанные с уменьшением содержания БН-групп в органах и тканях и угнетением активности этих ферментативных систем.

2. Разработаны пути алиментарной поддержки и защиты тиол-зависимой цитопротекторной и гемсинтетической систем организма, а также эрнтропоэтической функции костного мозга в условиях токсического воздействия ацетата свинца путем обогащения рациона питания источниками сульфгидрильных групп, антиоксидантами, пектином, некоторыми аминокислотами, витаминами и микроэлементами.

3. Выявлены механизмы цитопротекгорного действия использованных алиментарных факторов, связанные с повышением пула БН-групп и снижением содержания свинца в органах и тканях, стимуляцией активности ключевых ферментов глутатионпероксидазной системы, поддержкой антиоксидантной

системы защиты организма. •

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 научных работ. Структура и объем диссертация. Диссертационная работа изложена, на IIS страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения и выводов, списка литературы, включающего 101 отечественных и 147 иностранных источника, иллюстрирована 41 таблицами и 11 рисунками.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Опыты проведены на самцах крыс линии Август, с исходным весом 80- 120г. Были проведены 6 серий опытов соответственно 5-ти экспериментальным рационам. Животные каждой серии были разделены на 3 экспериментальные группы по 15-20 крыс в каждой: I-здоровые крысы, содержавшиеся на базовой диете; Ii-крысы, получавшие ацетат свинца в условиях базового рациона; Ill-животные, получавшие ацетат свинца в условиях специализированного рациона. Животным II и III групп вводили ацетат свинца per os в дозе 20 мг/кг массы тела (в перерасчете на чистый свинец) 5 раз в неделю в течение 30 дней, затем животных забивали. Основанием для подбора соответствующей дозы свинца послужили работы других исследователей /Ежкова Т.С. и др., 1987, Лившиц ОД. и др., 1970, Тиунов JIA и др.,1981, Harada К., Kumamoto S.,1990, Maitani Т., Watahiki А,1986, Nayak B.N. et al., 1989, Yamada S., Sei M., 1989/. Воду животные получали ad libitum.

В работе были проведены 6 серий опытов с использованием следующих рационов:

I ' серия: Базовый рацион (полноценный сбалансированный рацион);

II серия: Рацион, обогащенный метионином, селенидом натрия, кверцетином и витамином Е;

III серия: Рацион, обогащенный аминокислотами ( ß -аланином, гистидином);

IV серия : Рацион, обогащенный витаминами Bi, Вг, Вб, С, РР и Q1SO4;

V серия : Высокопектиновый рацион, обогащенный витаминами Bi, В2, В«,

РРи С;

VI серия : Комплексный модификатор (премикс), сочетающий наиболее эффективные ингредиенты из изученных рационов;

Содержание белка в образцах определяли по биуретовой реакции /Cornall A.G. et а!., 1949/¡. гемоглобина - цианметгемоглобиновым методом, подсчет ретикулоцитов и базофильно-клеточной зернистости проводили по методу /ЕАКост, 1975/. Для приготовления стандартных растворов использовали альбумин человеческой сыворотки.

Проведено морфологическое исследование тканей печени и почек экспериментальных крыс - кусочки тканей фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина, срезы охрашнсалн гематоксилином и эозином по Ван-Гизои, использован микроскоп МБИ-1.

Определение уровня концентрации свинца в тканях животных и крови проводили методом атомной адсорбции /Золотев Ю.А., Кузьмин М.М., 1982., Прайтс В., 1976./.

Гепатотоксичность оценивали путем определения активности аспартатамикотрансферазы (ACT), аланикамикстракгферазы (АЛТ), щелочной фоефатазьл, нефротохсичность - определяй содержание мочевины и креатинина крозн с испсльзозанием отечественного тест-набора. Состояние гемсинтетической функции оценивали по активности АЛК-дегидратазы и по уровню эритроцитарных nop$MpMH03/SassaS., Kappas А., 1975/.

Для оценки состояния тнсл-засисимых защитных систем клетки определяли активность следующих ферментов: глутатиокпероксидазы (КФ1.11Л .9), глугатаонредуктазы (КФ 1.6.4.2), глкжозо-б-фосфатдегидрогеназы (1.1.1.49) в щшкюле гепатоцитов и в гемешизате крови.

Активность глутатионпероксидазы оценивали спектрофотометрически при 340 им (37"С) в сопряженной системе с гидроперекисью кумола в качестве субстрата в цитозоле печени и в гемолизате /Little С. et а1.,1970/.

Активность глутатионредуктазы определяли спектрофотометрически при

340нм (37°С) с окисленным глупл ионом (GSI1) в качестве субстрата /Yamata Y., Tanaka K.P., 1974/.

Активность Г-б-ФДГ определяли спектрофотометрически при 340 нм (37°С) с глюкозо-6-фосфатсм в качестве субстрата по методике тест-набора фирмы Boechringer Mannheim (ФРГ) в шггозоле печени и а гемолизате.

Содержание общих SH-rpyrm (сульгидрильнык групп) определяли в шггозоле печени и плазме крови спектрофотометрически при 412 нм (25°С) по регкции с 5,5' - дитиобис (2-нитробензойной) кислотой (ДТНБ) /Eklow L. cl al., 1984/.

Статистическую обработку результатов исследования проводили с использованием методов вариационной статистики, достоверность различий оценивали по критерию Стьюдснта /Ашмаркн И.О. и др.,1975, Рокнцкий П.Ф., 1973/.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Исследования, проведенные в условиях базового рациона (контрольная серия опытов), подтвердили адекватность выбранных экспериментальных условий поставленным задачам, обеспечив проявление основных компонентов токсического воздействия свинца. Уровень свинца в крови и печени у животных затравленных ацетатом свинца был достоверно повышен, соответственно, в 8,6 и 2,4 раза по сравнению с интактными животными (рис.1).

Наиболее низкий уровень концентрации свинца в хрови и достоверное понижение его в печени обнаружено в условиях лечебно-профилактического премикса. Рацион, обогащенный витаминами привел к достоверному понижению концентрации свинца в крови и печени в равной степени. Высокое экскреторное свойство данного рациона связано, по-видимому, с тем, что витамины Bi и С в его юставе, образуют нейтральные соединения со свинцом /Кручакопа Ф.А. и 4P ,1951, Andres ЕС., 1982,Flora S.J.S. et al., 1986, Пота S.J.S.ct al.,1986, ito Y.1982, Tandon S.K. et al.,1989/. Высокопектиновый рацион обеспечил существенное юнижение конце1лрации свинца в печени и, особенно, в крови. В условиях >ациона, обогащенного аминокислотами (ß-аланин, гистидин) обнаружена

?скЛ.Содержание свинца в крови и печени в крови (мг/л) в печени (мг/кг)

I И III IV V VI VII I II III IV V VI VII

1-Базовый родяои

П-Баэовый рацион -(-свинец

Ш-Рацкои, обогащенный тиалами+свинец

ГУ-Рйцкои, обогащенный витаыинамя+евннец

У-Рациои, обогащенный амикозснслотами+свиксц

УЬВысохопектнновый рацион, обогащенный витаминами -Ьсвинец

УИ-Преиихс+свинец

• -различия достоверны с БР при Р<0.05 б* -различиядостоверныс БР+свинецпри Р<0.05

наиболее низкая концентрация свинца в крови по сравнению с другими спедализированными рационами, тогда как в печени концентрация свинца оказалась несколько выше, чем при других рационах. При рационе, обогащенном метионином, селенидом натрия, кверцетнном и витамином Е наблюдалось наиболее высокое содержание свинца в крови. Напротив, в печени при этом выявлено достоверное снижение уровня свинца.

При проведении контрольной серии опытов на фоне свинцовой затравки обнаружена гиподинамичность, агрессивность в поведении животных и потеря массы тела. В условиях рациона, обогащенного аминокислотами отмечено улучшение общего состояния животных: повышение аппетита, улучшение поведенческих реакции и наибольший прирост массы тела по сравнению с другими специализированными рационами. Рацион, обогащенный витаминами также обеспечил значительный прирост массы тела и улучшение общего состояния крыс.. При нысокопекшновом рационе наблюдается наиболее низкий прирост массы тела. Рацион обогащенный метионином, селенидом натрия, кверцетином и витамином Е привел к приросту массы тела и улчшению аппетита крыс. Животные были более подвижны, наблюдалась положительная динамика в поведении. В условиях использования лечебно-профилактического премикса выявлено улучшение поведенческих реакций животных и прирост их массы тела.

Что касается показателей, характеризующих гепато- и нефротоксичность свинцовых соединений, то в данном случае активность AJ1T, ACT и щелочной фосфатазы в крови и содержание креатинина и мочевины в крови имели тенденцию к незначительному повышению, что согласуется с данными других исследователей /Коновалова Г.Г. и др.,1989,Талакин Ю.И.,1979/ (рис. 2 и3).

Анализ показателей периферической крови обнаружил достоверное падение уровня гемоглобина в периферической крови в условиях свинцовой интоксикации (рис4). Нормализующее влияние на уровень гемоглобина оказан при премиксе по сравнению с другими алиментарными факторами. Рацион, обогащенный витаминами также оказал протекторное воздействие в отношении влияния свинца на уровень гемоглобина крови. Рацион, обогащенный тиолами привел к достоверному повышению уровня гемоглобина, тогда как при высокопекпшовом рационе наблюдалась лишь тенденция к повышению уровня гемоглобина в крови.

В условиях затравки ацетатом свинца наблюдается рост числа эритроцитов с характерной для свинцовой интоксикации базофильной зернистостью и ретикулоцитоз (рис.5). Рацион, обогащенный витаминами привел при этом к снижению содержания базофильных эритроцитов до нормального уровня. При

?»с.2.А*тк8»эсть вддикаторных ферментов печет при специализированных

ря&жшах

Ллимимммжпумсфеуш кроем (ивмыь/ви)

Щелочная фосфата» кроон (ад. Бодансюого-ВЕ)

Асшцгпглишжггряясфераза кроен

(мхмоль/ил)

VI V«

¡-Базовый рацион П-Баэовый рацион -(-свинец Ш-Рациок, обогащенный тиолами+свинец ГУ-Рацион, обогащенный витаминами+свинец V-Рацион, обогащенный амшюкислотами+свинсц УЬВысокопектиновый рацион, обогащенный витаминами +свинец УП-Премикс+свинец

IV V VI V»

Рюг.З.Ссдаржгкиг (фе&тншам н мочевины в плазме кропи

к^гатнинн (мг/100 ш плазмы)

мочевин« (имоль/л плазмы)

I . . .^.".^ К".-^1^ у КГ, л I

I II Ш IV V VI VII

I II III IV V VI VII

Рис.4, ¡'"я^нь гемоглобина в кроен (г/л)

Рнс.5.Покмателн эритропозтмчеекой фунвдми коствдго мозгв_ -Баэоф ильная зернистость в эритроцитах Содержание ретикукоцнтов

(на 10000) згхрови (%)

I И III IV * V VI VII I II III IV V VI VII

Рнс.б. Показатели эрнтрспоэтнчестай фуизщни костного мезга Содержание эритроцитов с полихромазрей Содержание бластньи клеток

вкровн в крова

I II III IV V VI VII I II III-IVV VI VII

I-Баэовый рацион

II-Базовый рацион +свииец Ш-Рацион, обогащенный тиолами+свинец ГУ-Рацион, обогащенный витаминаии+свинец

V- Рацион, обогащенный аминокислотил+свннец

VI-Высокопектиновый рацион, обогащенный витаиинаын +свинец УИ-Премикс+свинец

» -различия достоверные БРпря Р<0.05 ♦ * -различия достоверны с БР+свинец при Р<0.05

использовании других рационов этот показатель имеет тенденцию к понижению. В отношении ретикулоцитов наилучший показатель обнаружен при высокопектиновом рационе. • В условиях других рационов также обнаружена положительная динамика.

При затравке ацетатом свинца появляются эритроциты с полихромазией и бластныс клетки, свидетельствующие об угнетении эритропоэза в костной мозговой ткани (рис.6). В условиях использования премикса при затравке ацетатом свинца отсутствуют властные клетки в периферической крови и понижается в 4 раза содержание эритроцитов с полихромазией. Весьма хорошие показатели наблюдаются и при применении рациона, обогащенного тиолами: полихромазия в эритроцитах не была выявлена и наблюдается снижение содержания бластных клеток в периферической крови. Умеренные изменения наблюдались при свинцовой интоксикации на фоне использования высокопектинового рациона.

Изучение функционирования системы синтеза гема обнаружило рял характерных для свинцовой интоксикации нарушений, в частности, угнетение активности АЛК-Д и повышение уровня всех эритроцитарных порфиринов (рис7) Использование премикса на этом фоне привело к значительному снижению все? эритроцитарных порфиринов и вызывало тенденцию к повышению активност! АЛК-Д. Следует отметить, что комплекс биологически активных соединений оказа; наиболее выраженный защитный эффект от неблагоприятного воздействия евннц; на систему синтеза гема по сравнению с другими рационами. Что касаета протекторного воздействия на гемсинтетическую систему высокопектиновоп рациона, то наблюдается существенное снижение всех эритроцитарны: порфиринов и наибольес высокий подъем активности АЛК-Д, по-видимому обусловленный воздействием пиритоксальфосфата в составе рациона на фермент! гемсинтетической системы /Driskeli J.A. В., (984, Tandon S.K.et al., 1987/ i присутствием пектина /Macholz R.et al.,1989/.

Рацион, обогащенный витаминами обнаружил тенденцию к пониженш уровней эритроцитарных порфиринов и повышению активности АЛК-Д. Очевидн это связано с тем, что содержащийся в рационе медь активирует АЛК-Д и снижас

Рис.7 Состояние системы синтеза гема

Активность аминолевулинат дегидратазы Уровень протопорфирина в крови (в мкмоль порфобнлиногена/мг гемоглобина в час) (в оти. ед. флуоресценции хинина сульфата)

Уровень копропорфирина в крови

Уровень урогторфирина в крови

(в отн. ед. флуоресценции хинина сульфата)

у

1-Базопый рацион

П-Баэовый рацион +свинец

Ш-Рацион, обогащенный тиолами-1 свинец

IV-Рацион, обогащенный витачинами+свинец

V-Рацион, обогащенный ачинокислотами+свинец

VI-Высокопсктиновый рацион, обогащенный витаминами -Ксвиисц УИ-Прсчикс+свинец

* -различия достоверны с Г>Р при Р<0.05

* * -различия достоверны с БР+евинец при Р<0.05

V

п

экскрецию копропорфиринов /El-Wassef A. et а1.,1986/. Рацион, обогащенный тиолами привел к улучшению функционирования гемсинтетической системы. Метионин, входящий в состав рациона, по-видимому, оказал деблокирующее воздействие на SH-группы АЛК-Д /Анатовская B.C., 1963, Parades S.R. et al, 1986/. Рацион, обогащенный аминокислотами обнаружил тенденцию к понижению активности АЛК-Д и концентрации всех эритроцитарных порфиринов, который в свою очередь привел к улучению гематологических показателей периферической крови. Стимулирующее влияние данного рациона, по-видимому, связано присутствием в нем гистидина, который входит в активный сайт АЛК-Д /Banci L.et al., 1990, Levander О.А.,1977/.

У животных в условиях свинцовой интоксикации в цитоплазме печеночных клеток развивается паренхиматозная белковая дистрофия, выявляющаяся в виде мелких зерен. Ядра клеток печени при этом были несколько сморщены. У крыс этой группы имеет место диссеминированная жировая дистрофия в печени. Местами определяются мелкие фокусы некробиоза. В отдельных гепатоцитах имеет место глыбчатый распад ядер - кариорексис, наблюдается отек стромы, обнаруживаются мелкие инфильтраты, состоящие из лимфатических и немногочисленных плазматических клеток.

Изменения в почечной ткани при свинцовой интоксикации: поверхность почек под капсулой неровная, с очагами западения. В клубочках в корковом слое наблюдается спадение, сморщивание капилляров, а местами склероз и зарастание полости капсулы. В увеличенных клубочках отмечается пролиферация эндотелиальных и мезенхишльных клеток, капилляры заполняют просвет капсулы клубочков. Цитоплазма некоторых клеток содержит пылевидные вакуоли. В клетках эпителия обнаруживаются выраженные некробиотические и некротические изменения с десквамацией. В мозговом слое просвет канальцев расширен, эпителий уплощен, местами отмечаются выраженные набухания цитоплазмы клеток эпителия с очаговой десквамацией. Результаты морфологического исследования свидетельствуют о позитивной динамике структурных изменений, развившихся в условиях свинцовой интоксикации на фоне использования экспериментальных

Рис. 8. Активность глюкоэо-б-фосфатдсгидрогенмы (нМоль восст. КАОР/мин на 1 мг белка или НЬ)

В цитозсше

В гемолизате

35 30 25 20 15 10 5 О

рГ1

атДи

I II III IV V VI VII

I II III IV V VI VII

Рис.9. Содержание общих сульфгндрильных групп

(мкМоль/мг белка или НЬ)

В цнтозоле

В плазме

»V

»4

**

М'

I II III IV V VI VII

I II III IV V VI VII *

1-Базовый рацион И-Базовый рацион +свинец Ш-Рацион, обогащенный тиолами+свинсц ГУ-Рацион, обогащенный витамингми+свикец У-Рацион, обогащенный аминохислотами+свинец УЬСысокопсктиновый рацион, обогащенный витаминами +свинец УИ-Прсмикс+свинсц * -различия достоверны с БР при Р<0.05 9 0 -различия достоверны с БР+свинсц при Р<0.05

рационов. Следует отметить, что степень протекторного потенциала рационов не одинакова. Наименее выраженные морфологические изменения в тканя> экспериментальных животных наблюдались в условиях применения рационов обогащенных витаминами и аминокислотами, а также лечебно-профилактическогс премикса.

Для оценки токсического воздействия ацетата свинца на антиоксидантнук систему организма изучено состояние тиол-зависимых цитопротекторных систем Созданная модель свинцовой интоксикации выявила рядь изменений ] функционировании тиол-зависимых защитных систем, в частности, обнаружен« достоверное повышение активности Г-6-ФД в цитозоле печени и тенденция 1 повышению ее в гемолизате, что, во-видимому, объясняется включение! компенсаторного механизма клеточной защиты (рис.8). Содержание БН- групп условиях затравки ацетатом свинца достоверно понижается в плазме крови и имее тенденцию к понижению в цитозоле печени (рис.9). В условиях рацион« обогащенного метионином, селенидом натрия, кверцетином и витамином Е существенных изменений в активности Г-6-ФД не произошло. При рационе обогащенном тиалами содержание ЭН - групп повысилось в 1,4 раза в гемолиза! и в цитозоле печени по сравнению с группой ингактних животных, что обьясняетс экзогенным поступлением свободных сульфгидрильных групп и мощно деблокирующей способностью данного специализированного рациона. Кроме топ витамин Е способствует поступлению метионина в ткань печени /Донченко В.Г. др., 1985/. Активность Г-6-ФД в условиях использования всех друп! специализированных рационов имеет тенденцию к повышению, за исключение рациона, обогащенного аминокислотами, на фоне которого наблюдается напбшк высокий уровень активности в цитозоле печени. Содержание БН-групп достоверт повышается в цитозоле печени и в плазме крови в условиях витаминного высокопектинового рационов, что свидетельствует о высокой стимулирующей деблокирующей способности алиментарных модификаторов. Не исключи компенсаторное увеличение содержания сульфгидрильных групп при свинцовь интоксикациях /Воскресенский О.Н. и др., 1982, МсСоиап С., 1986/.

Рис. 10.Активяоста глут»тнонредужт»зы

(нМоль окисл. NADPH/мин на 1 мг белка или НЬ)

В цитозале В гемолизате

Рис. 11. Активность глутаткояпероксвдазы . (нМоль окисл. NADPH/мин на 1 мг белка или НЬ)

В цитозоле В гемолизате

I Ч III IV V VI VII I II ill IV V VI Vil

I-Баэовый рацион И-Баэовый рацион +свинса

III-Рацион, обогащенный тиолами+свннец

IV-Рацион, обогащенный витаминамм+свинец

V-Рацион, обогащенный аминокислотами+свинец

VI-Зысоколектнновый рацион, обогащенный витаминами +свинец

VII-Премикс+свннец

* -различия достоверны с БР при Р<0.05

♦ * -рамичия достоверны с БР+свинец при Р<0.05

Уровень БН-групп при рационе, обогащенном аминокислотами наиболее высокий, особенно в цитозоле печени. Значительный протекторный потенциал прсмикса прослеживается в отношении уровня БН-групп. На фоне этого рациона питания наибольший подъем конц«прации сульфгидрильных групп наблюдается в гиазме крови по сравнению с эффектами других специализированных рационов.

В условиях затравки ацетатом свинца происходит достоверное повышение активности глутатионредуетазы в цитозоле гепатоцитов и достоверное падение ее активности в гемедизате, что в свою очередь инициирует соответствующие изменения активности глугатионпероксидазы, а именно достоверное падение ее активности в гемешизате и тенденцию к снижению в цитозоле гепатоцитов, что, очевидно, подтверждает функционирование этих ферментов в определенной последовательности (рис.10 и 11). Рацион, обогащенный тиолами привел к мощной стимуляции активности глутатионредуктазы в цитозоле печени и гемолизате. Также при этом рационе наблюдается выраженное повышение активности глугатионпероксидазы в цитозоле гепатоцитов и тенденция к повышению в гемешизате. Данные анализа активности глутатионредуктазы в условиях высокопектинового и витаминного рационов обнаружили чрезвычайно высокую способность этих рационов к стимуляции активности фермента в изученных субстратах животных. Активность глугатионпероксидазы при использовании данных рационов достоверно повышается в цитозоле печени и имеет тенденцию к повышению в гемолизате. Достоверное повышение активности ферментов в цитозоле печени по сути объясняется тем, что большая часть его находится в печеночной ткани и повышение уровня свинца в органах и тканях приводит к усиленной активации за счет компенсаторных возможностей антиоксидантной системы организма, и в том числе печени.

В условиях рациона, обогащенного аминокислотами наблюдается достоверное повышение активности глугатионпероксидазы лишь в цитозоле печени, тогда как активность глутатионредуктазы и глугатионпероксидазы в других субстратах имеет тенденцию к повышению. Исследование активности глутатионредуктазы в условиях премикса обнаружило чрезвычайно высокую его

мтособность к стимуляции активности фермента в цитозоле печени и в гемоличате. Обращает на себя внимание существенное повышение активности 'лутатионредухтазы именно в цитозоле. Такой результат, по- видимому, связан не ~олъко с поступлением глутатиона извне, ко и ахтивацией самого фермента :пецифическим активатором - рибофлавином /Идсльсон Л.И. и др., 1973, Зоорегтап 1.М. е1 а!., 1984/. В условиях данного рациона наблюдался наиболее [ысохий уровень активности глутатионперохсидгзы а цитозоле печени и в емализгте, причем достоверное ее повышение в гемолизате наблюдается лишь на зоне лечебно-профилактического премикса, что свидетельствует о его высоком |ротекторнсм потенциале по опюшению к ферментам глутатионпгроксидазной истемы.

Таким образом, результата проведенного исследования указывают на [ерспектипность использования з качестве алиментарного модификатора при винцовых интохсикациях лечебно-профилактического премикса, а также других заработанных специализированных рационов. Эти рационы улучшили емапоэтическую функцию костного мозга, проявили высокую экскреторную пособность в отношении свинца, приводя к снижению концентрации свинца в сследованных субстратах. Положительные эффекты, особенно лечебно-рофилактнческого премикса, связаны с антитоксическим и цитопрэтекторным ействием, '¡то проявилось а поддержании гемсинтетической и стимуляции тиол-гвиснмыя цитопротекторных систем в условиях экспериментальной свинцовой нтоксикации.

Проведенная научно-исследсаательская работа не только позволила ззработать профилактические специализированные рационы и лечебно-рофилаетический премикс, оценить их эффективность, но и дала возможность :тановить некоторые закономерности алиментарной модификации тиол-1висимых цитопротекторных систем при экспериментальной интоксикации хлями тяжелых металлов.

ВЫВОДЫ

1. У экспериментальных животных, получавших базовый рацион (контрольна серия), использованная доза ацетата свинца обеспечила проявление основны компонентов циготоксичности свинца, позволила выявить чувствительность тисш зависимых цитопротекторных систем к токсическому воздействию свинца, чт свидетельствует об адекватности выбранной экспериментальной модели свинцово интоксикации.

Затравка животных ацетатом свинца привела к достоверному повышенш концентрации свинца в крови и печени, угнетению эриторпоэтической функци костного мозга и дезинтеграции гемсинтетичсской системы.

Установлено снижение содержания БН-групп и угнетение активности тиол зависимых цитопротекторных ферментативных систем.

Обнаружены характерные для свинцовой интоксикации структурнь изменения в печени'(жировая и белковая дистрофия, очаги некробиоза) и почт (некробиотичдекие и некротические изменения с десквамацией в клетках эпигели пылевидные вакуоли) при морфологическом анализе

2. Учитывая основные механизмы токсического воздействия солей тяжель металлов и возможные пути модифицирующего действия нугриентов разработан различные рационы, позволяющие снизить цитогоксический эффект ацета-свинца, поддерживающие гемсинтетическую и стимулирующие тиол-зависимь цитопротекторные системы. Установлена высокая эффективность ря! специализированных рационов в улучшении экскреции свинца из организма стимуляции эритропоэза в костном мозге. Обнаружены закономерное; алиментарной защиты тиол-зависимых цитопротекторных систем в условие свинцовой интоксикации.

3. Разработанный на основе анализа результатов исследования различи! алиментарных модификаторов комплексный лечебно-профилактический преми (ЛПП) является наиболее эффективным средством в поддержат гсмсинтетической системы и стимуляции эритропоэтической функции костно мозга. Протекторное действие рациона обеспечивается способностью е

иредиентоп модифицировать действие ацетата свинца и стимулировать тиол-зисимые цитопротекторные системы, что проявилось в повышении содержания 1-групп в органах и тканях, а также в поддержании глутатионперокснда той тиоксидантной системы.

Аналогичными положительными свойствами, но несколько менее (раженными, чем у ЛПП, обладает и рацион, обогащенный метиони.чом, ленидом натрия, витамином Е и кверцетином. Данный рацион привел к мощному >вышению активности ферментов глутатионпероксидазной системы и ярастанию концентраш!И ЯН-групп во всех исследованных субстратах хггекторный потенциал наблюдается и в стимуляции гемсинтепгоеской системы эритропоэтпческой функции костного мозга. При использовании данного цнона наблюдался наибольший прирост массы тела животных.

Высокопектиковый и обогащенный витаминами рационы оказали достаточно нзкие эффекты, что может быть обусловлено схожестью их компонентного става, различающегося лишь содержанием сульфата меди и пектина. Оба рациона ¡ладают высокой цитопротекторной способностью, приводят к повышению тивности ключевых ферментов глутатионпероксидазной системы, к снижению держания свинца в тканях животных, возможно, путем стимуляции его скреции из организма, улучшают картину периферической крови.

Рацион, обогащенный аминокислотами оказал существенный ггитоксический эффект при свинцовой интоксикации, что проявилось п его (тнанемическом воздействии и повышении активности ферментов утатионпероксидазной системы. Рацион также обладал поддерживающей и имулирутощей способностью в отношении гемсинтетической системы у спериментальных животных. 1

Установлена более позитивная динамичность морфологичесюи изменений тканях животных при свинцовой интоксикации на фоне использования [ециализированных рационов питания, чем на фоне базового рациона, аибольшим протекторным потенциалом обладает ЛПП, обогащенный шнокислотами и витаминами рационы питания.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Тажибаев Ш.С., Карсыбекова Н.М., Сарсембаева А.П., Иккерт О.В Абильманова Н.Т., Алексеева Н.Р., Китапбаева Ш.К. Состояние тиол-зависимы защитных систем в условиях хронической свинцовой интоксикации экспериментального рациона //II Конференция биохимиков Узбекистана. Сборни тезисоз, 1993. - С.75.

2. Karsybekova N.M., Sarsembaeva А.Р. Haeme-synthetic system state in terms с experimental ration and chronic lead intoxication // Book of abstracts. Environments Health Hazards in Central and Eastern Europe: from Assessment to Management. Sosnowiec, Poland, 1994. -P.101.

3. Карсыбекова H.M., Тажибаев Ш.С., Сарсембаева А.П. К вопросу о алиментарной защите при свинцовой интоксикации //Здравоохранение Казахстан;

. - 1994. - №9. - С. 52-S4.

4. Тажибаев Ш.С., Карсыбекова Н.М., Иккерт О.В., Сарсембаева А.П. Абильманова Н.Т., Алексеева Н.Р., Сарбаев Б.Т., Китапбаева Ш.К. Направленна: алиментарная модификация системы синтеза гема в условиях свинцово! интоксикации //Вопросы питания и регуляции гомеостаза. Выпуск 2. Сборни) научных статей сотрудников Таджикского НИИ питания и их коллег п< совместным исследованиям из других институтов Таджикистана и Казахстана. ■ Душанбе, 1994,- С.50-54.

5. Сарсембаева А.П., Касымжанова Ж.К. Состояние тиол-зависимы: цитопротекторных систем в условиях свинцовой интоксикации л высокопектинового рациона //Здравоохранение Казахстана. 1996. - №4.-С.26-28

6. Сарсембаева А.П., Касымжанова Ж.К. Состояние тиол-зависимы: цитопротекторных систем в условиях свинцовой интоксикации i экспериментального рациона, обогащенного тиолами //Известия Академии Hayi республики Казахстан.- 1996.-в печати

Коргасынмен улану жагдайында тиолга багьшышты цитопротекторлык системаларды алиментарлых; модификациклау Сэроембаева Алтын Пешентайкызы Арнайм тагам раиионлары »сортасын косындыларынан уланудан сактанлыру рьзшнда болашагы эор жэне колайлы физисшогиялык курал болып табылады. Пул ргыда тиолга багынышты иитспротекторлык системаларды алиментяр^тык |дификациялау жэне гемсинтетикалык октеманы суйемелдеу ете esexTi мэтле. ткет нак осы снстемалар коргасыннын улыпык касиетгершен сактануда ara нызды орын алады

Журпзшген зерттеу жумысгарынын нзтижесшде, раниондарды эр турл1 гамдык заттармея байыту аркылы (тиолдар, витамин дер, пектин, амим кьпнкылдары же микроэлементтер), тиолга багьшышты цитопротекторлыц слсгемалярлы иментарлык модификаииялаудын жэне гемсинтетикалык смстеманы суйемелдрудш лайлы багыты окон i аныкталды. Сонымен катар арнайы тагам рациондарынын ргашн косындыларыныц улыпык касиетгершен коргаудын непзп протекторлык xainoMiepi нактыланды.

Alimentary modification of thiol-dcpenileot cytoprotection systems in lead intoxicatioi

conditions Sarsembaeva Altyn Peshentaevna Specialized rations arc more perspective and physiological means for protecti from negative influence of lead connections on the body. The creation of ways 1 alimentary modification thiol-dependent cytoprotection systems and maintenar hemsyntetic system are actual, as just these systems play the important role in protecti body from toxic impact of lead.

The results allow to elaborate rational ways of alimentary updating thii dependent cytoprotective systems and support hemsyntetic system by enrichmi specialized rations of various food substances (thiols,aminoacids, pectin, vitamins a microelements). These substances to influence on the above specified biochemi systems. Moreover main mechanisms of protective influences specialized rations conditions the lead intoxication are established.