Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние хлористых соединений таллия, кaдмия и свинца на кислотно-щелочный гомеостаз организма

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Влияние хлористых соединений таллия, кaдмия и свинца на кислотно-щелочный гомеостаз организма"

ЧЕРНІВЕЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ гг Ь ■* їм. ЮРІЯ ФЕДЬКОВИЧА

1 0 ФЕ8 1993

Чала Катерина Миколаївна

УДК 612 013.06:546.683+546.815/,819 +546.481477.85

ВПЛИВ ХЛОРИСТИХ СПОЛУК ТАЛІЮ, КАДМІЮ І СВИНЦЮ НА КИСЛОТНО-ЛУЖНИЙ ГОМЕОСТАЗ ОРГАНІЗМУ

(експериментальне дослідження)

03.00.04 — біологічна хімія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

Чернівці —1997

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Буковинській державній медичній академії.

Науковий керівник: доктор медичних наук Кухарчук Олександр Леонідович,

завідувач кафедри нормальної фізіології Буковинської державної медичної академії.

Офіційні опоненти:

доктор біологічних наук, професор Марченко Михайло Маркович, професор кафедри біохімії і експериментальної екології Чернівецького державного університету;

кандидат медичних наук, директор Чернівецького інституту медико-екологічних проблем Власик Леонід Іванович.

Провідна установа — Київський національний університет ім. Тараса

кафедра біохімії Шевченка.

Захист відбудеться ЗО грудня 1997 р. ц 12.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 07.01.03 при Чернівецькому державному університеті ім. Юрія Федьковича (274012, Чернівці, вул. Коцюбинського, 2).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Чернівецького державного університету (274012, Чернівці, вул. Лесі Українки, 23).

Автореферат розісланий «_________» листопада, 1997 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

кандидат біологічних наук Копильчук Г. П.

Актуальність проблем». Стан здоров'я населення України за останнє десятиріччя реально погіршуються (А.М.Сердюк та співавт., 1996), що в значній мірі пов'язано з токсичною дією на організм солей важких металів (А.Н.Полякова и соавт.< 1996). Серед важких металів, які суттєво впливають на функцію органів та систем людини, за токсичністю одне з перших місць займає кадмій. Іони кадмію пригнічують синтез білків в печінці, знижують активність каталази, глутатіонредуктази і карбоангідразн, зменшують фагоцитарну активність макрофагів, пошкоджують нервову систему і нирки (А.П.Авиын и соавт.. 1991).

Іншим шкідливим для організму людини чинником є свинець. Більше 90%. цього мікроелементу у крові зв’язане з еритроцитами, а в плазмі - з трансферином (Ю.И.Москалев. 1985). При свинцевому токсикозі перш за все пошкоджуються органи кровотворення, нервова система та нирки.

Сполуки талію належать до першого класу небезпеки. При хронічному отруєнні талієм спостерігається анемія, підвищення рівня лужної фосфатази у крові. Пошкодження нирок супроводжується зниженням кліренсу креатиніну, протеїнурією, а також підвищенням вмісту сечовини в крові (А.П.Авиын и соавт.,1991, McCall D. et а!.. 1985).

Наведені вище факти токсичної дії ряду ксенобіотиків відносятся до їх ізольованого впливу на організм людини. Проте, реальна екологічна ситуація така, що практично спостерігається поліполютантне навантаження на організм

- так звані "міксти", що призводить до сумації токсичних ефектів одразу декількох ксенобіотиків. На жаль, комбінована дія багатьох токсичних речовин практично не вивчена. Можливо тому структурно-функціональний аналіз біопсій різних органів і тканин в роботі Л.М.Непомнящих, Г.И.Непомнящих (1996) дозволив авторам виділити універсальний синдром регенеративнопластичного дефіциту, який складає основу патогенезу багатьох хронічних захворювань за сучасних екологічних умов.

Таким чином, слід вважати доведеним, що техногенне забруднення оточуючого середовища та екологічні катастрофи призвели до змін в структурі адаптаційно-компенсаторних систем організму, які функціонують у новому, більш високому режимі. В той же час, постійна і точна регуляція кислотно-лужного гомеостазу крові є необхідною умовою повноцінної життєдіяльності організму, що зв'язано з високою біохімічною реактивністю іонів водню, від концентрації яких залежить активність багатьох ферментів, діяльність нервової системи та інших органів та систем (А.И.Гоженко, 1987, М.В.Кришталь, 1994).

Відомо, що роль нирок в компенсації порушень кислотно-основного гомеостазу полягає у відновленні нормального співвідношення фіксованих катіонів і аніонів міжклітинної рідини за допомогою селективної реабсорбції іонів натрію без супутніх іонів хлору та інших аніонів нелетких кислот, що забезпечує регенерацію буферних основ крові (Г.И.Кокощук, 1981). Виведення аніонів нелетких кислот при збереженні в організмі іонів натрію здійснюється за допомогою обміну натрію на протон водню, іони амонію і калію, які

секретуються в канальцеву рідину (В.Ф.Жадко-Титаренко. 1989). Отже, пошкодження біохімічних систем нирок, що відповідають за ниркове кислотовиділення, здатне призвезти до порушення кислотно-лужного гомеостазу з наступним розладом діяльності усіх гомеостатичних систем організму.

Виходячи з цього, метою робо'іи було дослідити вплив хлористих солей талію, свинцю і кадмію на кислотно-лужний баланс крові та біохімічні механізми кислотовидільної функції нирок для розробки засобів профілактики і корекції їх порушень.

Для досягнення встановленої мети необхідно було вирішити слідуючі задачі:

-встановити нефротоксичні дози хлористих сполук талію, кадмію та свинцю;

-визначити дози хлористих сполук талію, кадмію та свинцю які не впливають на кнслотовидільну функцію нирок при одноразовому введенні;

- вивчити механізми хронічної дії малих доз хлористих сполук талію, кадмію та свинцю на кнслотовидільну функцію нирок;

-провести аналіз аддитивності хронічного впливу малих доз хлористих сполук талію, кадмію та свинцю на кнслотовидільну функцію нирок;

-вивчити вплив хлористих сполук важких металів на кислотно-основний гомеостаз організму;

-розробити способи корекції порушень кислотно-лужного гомеостазу і кислотовидільної функції нирок при дії на організм хлористих сполук важких металів.

’ Наукова новизна роботи полягає в тому, що вперше вивчено вплив іонів важких металів (хлористих сполук кадмію, талію та свинцю) та їх комбіновану дію на стан кислоторегулюючої функції нирок в співвідношенні зі змінами екскреторної та іонорегулюючої ниркової діяльності. Вперше вивчено аддитивність впливу іонів важких металів на порушення ниркового кислотовиділення та кислотно-основної рівноваги організму. Вперше встановлено, що хронічне вживання малих доз хлористих сполук талію, свинцю та кадмію призводить до порушення механізмів ацидифікації сечі та розвитку системного метаболічного ацидозу. Вперше доведено, що в порушенні кислотно-лужного гомеостазу при дії на організм важких металів : знамна роль належить видільному ацидозу внаслідок пошкодження н натрійзалежних механізмів ацидифікації сечі. Вперше показано, що препарати сукцинату та селеніту натрію можуть запобігати розвитку порушень кислотно, лужного гомеостазу і кислотовидільної функції нирок при дії на організм хлористих сполук талію, свинцю та кадмію.

Теоретичне та практичне значення роботи. Проведене дослідження розкриває невідомі раніше механізми порушення кислотно-основного гомеостазу і кислотовидільної функції нирок при дії на організм малих доз хлористих сполук важких металів, що значно розширює та поглиблює існуючі

з

знання про процеси адаптації та компенсації порушень кислотно-лужної рівновагії організм}.'. Отримані нові відомості про роль нирок в розвитку компонент}, видільного ацидозу при дії на організм важких металів дозволили розробити обгрунтовані способи профілактики та корекції порушень кислотно-лужного гомеостазу організму при хронічній дії на організм малих доз хлористих сполук талію, кадмію та свинцю. Вперше розкриті нові аспекти біологічної дії на організм малих доз важких металів.

Результати роботи можуть в подальшому знайти застосування у лікарнях і наукових лабораторіях, профілактичних центрах, а також можуть бути використані в навчальному процесі медичних вузів і кафедрах біологічного профііііо для вивчення біохімії, фізіології, біології та фармакології кислотно-лужного стану організму та кнслотовидільної функції нирок.

Основні положення, то виносяться на замісг.

1.Хлористі сполуки талію, кадмію та свинцю порушують натрійзалежні механізм» кнслотовидільної функції нирок і викликають декомпенсований метаболічний ацидоз.

2.Хронічна дія на організм малих доз хлористих сполук важких металів призводить до розвитку' видільного ацидозу з характером системної субкомпенсації за рахунок аддитивності дії на організм хлористих сполук талію, кадмію та свинцю.

3.Селеніт і сукцинат натрію мають здатність корегувати головні показники кнслотовидільної функції нирок і кислотно-лужної рівноваги крові при інтоксикації організму хлористими сполукамп талію, кадмію і свинцю. ■

Апробація роботи. Основні матеріали дисертації доповідалися та обговорювалися на науково-практичних конференціях "Актуальные проблемы медицины транспорта" (Одеса. 1993), "Навколишнє середовище і здоров’я" (Чернівці. 1993), "Сучасні проблеми і досягнення в хірургії і суміжних галузях медицини" (Чернівці, 1994), конференції патоморфологів памяті професора Туркевнча (Чернівці, 1994), міжнародній конференції "Метагигиена" (Київ, 1994). ювілейній конференції "Молоді науковці - охороні здоров’я" (Чернівці, 1994), "Патогенез, клініка і фармакотерапія ендокринопатій" (Харків, 1995), "Хірургічні проблеми і екологія" (Чернівці, 1995). "Актуальні питання медичної допомоги населенню" (Чернівці-Ангельхальм. 1996). "Актуальні питання морфогенезу" (Чернівці. 1996). •

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 16 робіт, серед них З статті в центральних виданнях.

Особистий внесокздобувача. Внесок автора в одержання наукових даних полягає у визначенні направлення, обсягу та методів дослідження: постановці мети та формулюванні задач: у виконанні всіх експериментів; в здійсненні біохімічних, морфологічних і функціональних досліджень: в аналізі та узагальненні результатів; статистичній обробці матеріалу: підготовці наукових праць до друку; написанні та оформленні дисертації; формулюванні висновків та практичних рекомендацій.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, огляду літератури, опису матеріалів та методів дослідження, результатів власних досліджень, обговорення даних, висновків, практичних рекомендацій, покажчика літератури. Зміст дисертації викладений на 155 сторінках машинописного тексту. Робота проілюстрована 57 таблицями та 8 рисунками. Бібліографічний вказівник містить 212 джерел, з них 60 вітчизняних і 152 зарубіжних.

ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали та методи дослідження. В дослідах на 552 статевозрілих нелінійних самках білих щурів масою 0.13-0,20 кг вивчено вплив гострої та хронічної дії хлористих сполук важких металів на функціональний стан нирок. Хлористий свинець вводили в дозах від 1 мг/кг до 1000 мг'кг. хлористий кадмій - від 0*005 мг/кг до 10 мг/кг, хлористий талій - від 1 мг'кг до 50 мг/кг маси тіла. Вибір доз грунтувався на даних літератури (А.П.Авцын и соавт., 1991). Через 24 години після введення важких металів тваринам проводили водне навантаження. Щурів забивали під легким ефірним наркозом методом декапітації після чого вивчали біохімічні показники крові та сечі.

Тварини другої серії експериментів протягом 28 днів харчувалися зерном пшениці/ а замість води перша експериментальна група тварин вживала 0,001% розчин РЬСЬ, друга - 0,0001% розчин СсІСЬ, третя - 0.001% розчин Т1СІ. Через кожні 7 днів щурам проводили водне навантаження. На 28-й день тварин забивали під легким ефірним наркозом. Контрольні щури знаходилися на аналогічному харчовому раціоні з вільним доступом до водогінної води.

З метою вивчення аддитивності впливу солей важких металів на функціональний стан нирок проводили визначення комплексних ефектів малих доз важких металів.

' Корекцію порушень кислотно-лужної рівноваги крові та кислотовидільної функциї нирок, індукованих солями свинцю, кадмію і талію, проводили препаратами селеніту натрію (10 мг/кг) та сукцинату натрію (250 мг/кг).

Оцінку стану кислотовидільної функції нирок проводили за концентрацією •активних іонів водню в сечі (pH сечі та показники кислотно- лужної рівноваги крові визначали на мікробіоаналізаторі фірми “Яасіеікіз”, Угорщина), екскрецією активних іонів водню, титрованих кислот і аміаку за методом (Рябова С.И. и соавт., 1979). Концентрацію креатиніну в плазмі крові визначали за методикою Поппера у модифікації Мерзона А.К. (1970), в сечі -за методикою Фоліна (Берхин Е.Б., Иванов Ю.И., 1972). Концентрацію білка в сйчі вивчали за допомогою реакції з сульфосаліциловою кислотою (Михеева •АіИ., Богодарова И.А., 1969). Концентрацію натрію та калію в сечі і плазмі крові вивчали методом фотометрії полум'я на “ФПЛ-І”.

У крові, яку збирали у гепаринизовані капіляри, досліджували величину активної реакції (pH), вимірювали парціальний тиск вуглекислого газу (рС02) та кисню (р02), визначали також кількість С02, НС03' та гемоглобіну. Крім

того вивчали дефіцит буферних основ (ЕВЕ) та вміст бікарбонату в крові (ВЕ).

Активність в тканині нирок лужної фосфатази [КФ 3.1.3.1] і сукцинатдегідрогенази [КФ 1.3.99.1] визначали за М.Берстоном (1965).

Отримані дані статистично оброблені з використанням формул Фішера і таблиць Стьюдента на РС ІВМ 386 .

Результати та їх обговорення. На підставі даних гострих експериментів, у яких були встановлені дози хлористих сполук важких металів (за аналізом біохімічних показників функціонального стану нирок та гістоензимохімічного дослідження активності в нирках сукшшатдегідрогенази [1.3.99.1] і лужної фосфатази [3.1.3.1]). шо не викликають пошкодження екскреторної, іолорегулюючої і'кислотовидільної функцій нирок (1 мг/кг для ТІС1 і РЬСЬ та

0.1 мг/кг для СсІСЬ), нами були проведені подальші дослідження впливу малих доз хлористих сполук важких металів у хронічному експерименті. ,

Встановлено, шо на 7 добу вживання 0.001% розчину хлористого-свинцю спостерігалася спрямованість до зменшення екскреції титрованих кислот (42,00+4,14 мкмоль/2год в контролі та 32.83±І,68 мкмоль/2год в досліді),: а після приведення цього показника до одиниці екскреції креатиніну відмічалося достовірне його зниження (13.59±! ,36 і. 9.26±0.65 мкмоль/мкмоль екскреції креатиніну. відповідно; р<0.02). Ізольоване пригнічення ацидогенезу зберігалося і після 2 тижнів спостережень. Починаючи з:21 доби експерименту, за рахунок активації компенсаторних механізмів, показники кислотовидільної функції нирок не відрізнялися від контролю, а через 4 тижні вживання тваринами розчину хлористого свинцю відмічалося збільшення інтенсивності ацидифікації сечі - достовірно (р<0,02) зростав показник екскреції активних іонів водню, стандартизований за об’ємом клубочкового фільтрату, що зумовило зміну pH з 6,77±0,08 в контролі до 6,50±0,07 в досліді (р<0,05). При вживанні тваринами 0,0001% розчину хлористого кадмію або 0,001% розчину хлористого талію (за аналогічною схемою експерименту) змін кислотовидільної функції нирок встановлено не було. Отже, ізольоване тривале вживання малих доз кадмію, талію і свинцю не викликає пошкоджень кислотовидільної функцій нирок.

На 28 добу затравки тварин комбінованим розчином хлористого свинцю (0,001%) і хлористого кадмію (0,0001%) суттєвих змін показників екскреторної та іонорегулюючої функції нирок не спостерігалося. В той же час, екскреція активних іонів водню знижувалася (0,64±0,10 нмоль/2год в контролі і

0,37±0,07 нмоль/2год в досліді; р<0,001), що супроводжувалося зменшенням екскреції титрованих кислот (р<0,02) та аміаку (р<0,01) з достовірним підвищенням pH сечі (6,78±0,07 і 7,11±0,08, відповідно; р<0,01). Таким чином, найбільш достовірним показником пошкодження нирок було порушення іх кислотовидільної функції. На 4 тиждень затравки щурів хлористим талієм (0,001% розчин) і свинцем (0,001% розчин), так само, про ураження нирок перш за все свідчили зміни біохімічних показників кислотовиділення. На 28

добу вживання щурами комбінованого розчину хлористих сполук кадмію (0.0001% розчин) і талію (0.001% розчин) вижила третина експериментальних тварин. У третини тварин цієї групи спостерігалася анурія, у 2/3 щурів діурез суттєво не зменшувався на фоні достовірного зниження клубочкової фільтрації (З 19.06±41.14 мкл/хв в контролі та 201.57+25.53 мкл/хв в досліді: р<0,05). В 3.6 рази зростала концентрація білка в сечі (р<0.05) та майже в три рази підвищувалася його екскреція (р<0.001). Нирковий транспорт натрію порушувався: у шість разів зростав кліренс цього катіону (р<0,001), зменшувалася абсолютна (р<0.05) і відносна (р<0.05) його реабсорбція. Разом з тим. показники кпслотовидільної функції нирок достовірно не змінювалися. Через тиждень комбінованої затравки тварин (0.0001% Сс1СІ,+0.001% Т1СІ -0.00!0о РЬСІ;) відмічалася тенденція до залужування сечі, що було пов'язане з достовірним зменшенням екскреції кислот, що титруються (43.23±6.74мкмоль/2год в контролі та 23,33±6.33мкмоль'2год в досліді; р '0.01). На 14 добу вживання тваринами розчину хлористих сполук кадмію, талію і свинцю концентрація білка в сечі та його екскреція збільшувалися (р<0.001). що свідчить про початок пошкодження ниркових структур. Кислотовидільна функція нирок в цей період спостережень характеризувалася спрямованістю до зниження екскреції аміаку і кислот, що титруються. На 21 добу спостережень концентрація в сечі креатиніну знижувалася на 28.21% (р<0.05), а його екскреція зменшувалася в 1,41 рази, що свідчить про зниження швидкості клубочкової фільтрації. При цьому зростала концентрація в сечі білка (р<0,05), а ного екскреція, стандартизована за одиницею екскреції креатиніну, збільшувалася на 44,44% (р<0,02). Отже, на 21 добу затравки важкими металами у щурів розвивалося порушення діяльності судинно-клубочкового апарату нефрона. Найбільших змін зазнавала кислотовидільна функція нирок: рН сечі знижувався на 0,42 одиниці (р<0,002), що було пов’язане з пригніченням ацидо- і амоніогенезу. Так. екскреція кислот, що титруються, знижувалася в 2,79 рази (р<0.02), аміаку - в 1,88 рази (р<0,02), концентрація в сечі активних іонів водню зменшувалася на 65,22% (р<0,01), а їх екскреція знижувалася майже в 3 рази (р<0,01). Таким чином, вже через три тижні вживання тваринами хлористих сполук трьох важких металів кислотовидільна функція нирок порушувалася. Отже, наслідком аддитивної дії іонів важких металів було найглибше пошкодження діяльності нирок, що розвивалося в найкортший термін.

Ще в 1967 році .І.Рагігек, І.ОБІасіаІОУа встановили, що селен має захисну дію проти токсичних ефектів ртуті, а це дало змогу припустити, що однією з біологічних функцій селену є захист організму від малих доз важких металів, які постійно надходять до організму навіть за нормальних екологічних умов (ІРагігек еі а!., 1974). Далі, було показано, що селен проявляє захистну дію проти токсичних ефектів кадмію (Я^.СЬеп еГ аі.. 1975) і свинцю (О.А.Ьеуапсіег, 1979), а його введення у великих дозах проявляє превентивний ефект щодо токсичної дії талію (\¥.І<и5Іескі, .І.Вггегіпзкі, 1966). Тому, ми

вирішили дослідити вплив селеніту .натрію на діяльність нирок за умов гострого металотоксикозу, маючи на увазі, в першу чергу, можливість корекції порушень кислотно-лужного гомеостазу і кислотовидільної функції нирок за рахунок вірогідної антиоксидантної дії цього препарату.

Якщо для двовалентних сполук важких металів селеніт натрію практично не мав корегуючої дії щодо порушень ниркових функцій, то по відношенню до хлористого талію спостерігалася триразова (р<0,01) інтенсифікація дистальних механізмів реабсорбції натрію, що призводило до значного покрашення кислотовидільної функції нирок: екскреція титрованих кислот і аміаку зростала більш ніж в 2 рази (р<0,05) і в 5,5 разів підвищувалася екскреція активних іонів водню (р<0,02).

Таким чином, можна зробити загальний висновок про те. що селеніт натрію не є ефективним корегуючим засобом при інтоксикації організму двовалентними сполуками важких металів, але здатен знижувати ступінь порушень кислотовидільної функції нирок при токсичному впливі на організм одновалентного талію.

Ефективність використання сукцинату натрію, як енергетично цінного субстрату, утилізація якого супроводжується відновленням бікарбонатного буфера, була доведена А.І.Гоженко при сулемовій інтоксикації (1987). За нашими даними, введення щурам з гострим талотоксикозом сукцинату натрію збільшувало pH сечі (р<0.001) і знижувало екскрецію титрованих кислот (р<0,05), що було обумовлене зменшенням явищ системного ацидозу (див. нижче). Під впливом сукцинату натрію при кадмієвій інтоксикації відмічалася тенденція до зменшення pH сечі, що було пов'язане зі збільшенням екскреції активних іонів водню і свідчить про інтенсифікацію натрій-водневого антипорту. У щурів зі свинцевою інтоксикацією показники ниркового кислотовиділення під впливом сукцинату натрію практично не змінювалися.

Як випливає з даних, що наведені в таблиці 1, гостра затравка щурів хлористим кадмієм значно порушувала кислотно-основний гомеостаз позаклітинного простору, про що свідчить розвиток декомпенсованого метаболічного ацидозу з компенсацією за типом респіраторного алкалозу, оскільки парціальний тиск С02 і його концентрація в плазмі крові зменшуються. Хронічна затравка тварин хлористим кадмієм викликала майже такі самі зміни з високим дефіцитом буферних основ крові. За цих умов селеніт натрію дещо збільшував pH крові, але дефіцит буферних основ та гіпокапнія залишалися на високому рівні. Сукцинат натрію мав найбільш ефективну дію щодо корекції порушень кислотно-основного гомеостазу при кадмієвій інтоксикації і дещо знижував дефіцит буферних основ крові, проте, системний ацидоз залишався декомпенсованим.

При інтоксикації організму тварин хлористим свинцем зміни кислотно-лужного гомеостазу були меншими (табл. 2): при гострій свинцевій інтоксикації розвивався декомпенсований метаболічний ацидоз з помірним дефіцитом буферних основ, а при хронічній дії на організм хлористого свинцю

мала місце компенсована форма метаболічного ацидозу з невеликим буферним дефіцитом. При свинцевому токсикозі селеніт і сукцинат натрію корегували порушення кислотно-лужного балансу крові, але не були спроможними повністю відновити дефіцит буферної ємності крові.

Найменші порушення кислотно-лужної рівноваги крові викликав хлористий талій (табл. 3): і при гострому, і при хронічному талотокс+ікозі спостерігався розвиток -компенсованих форм системного метаболічного ацидозу при помірному дефіциті буферних основ крові. В даному випадку сукцинат і селеніт натрію досить ефективно попереджували порушення кислотно-лужного баланс}' крові і значно підвищували ії буферну ємність.

Отже, використання сукцинату і селеніту натрію може бути ефективним засобом щодо корекції порушень ниркового кислотовиділення, профілактики видільного та системного метаболічного ацидозу при металотоксикозах.

9 І

. Таблиця І

Корекція порушень кислотно-лужної рівноваги при кялмігвіи іитоксикаиії (хі.Цх)

1ІОКЯ1ШІ-кн. що ВИВЧЯ.1ІІС я Контрольна група щурів, ’ п=7 Гостра іат-равка хлористий к‘ал-місм, П=7 Хронічна ^атравка V. шрнс і пм калмігм, п=7 Гостра іат-равка \. ю-рнсінм кадмії м+сс. ІСІІІТ па грію, п=7 Гостра іат-равка хлористим кал-міїлі +сук-шпіат натрію, п=7

11м. і'/см3 139,00+2.55 140,2911,57 145.14± 1,92 141.57+1.77 144.8612,14

рИ кроні 7,39+0.01 7,15+0.02 р<0,001 7.16+0.02 р<0.001 7,24+0.02 р<0.001 р,<0.01 7,2810,01 р<0.001 р,<0,001

рО,. кііа 8,6310,66 10,39±0,47 10.00±0,28 1(1.18+0,66 9,9010.37

рСО,. КІІ.1 4,72+0,22 3,87±0,08 р<0,01 2,85+0.12 р<0.001 3.30+0,14 р<0,001 р,<0.01 4,1210.16 р<0,05

С О,. мМ 28,13+0,74 17,6010,66 р<0,001 13,75+0,51 р<0,001 17,36+0,74 р<0,0(11 16,5510.34 р<0,001

ПС03; мМ 27,06+0,81 15,58+0.68 р<0,001 12,98+0,66 р<0,001 15,66+0,71 р<0,001 15,261035 р<0,001

ВЕ, мМ 52,30+4,22 15,4510,66 р<0,001 13,94+0.65 р<0,001 28,52+0,74 р<0,001 Р1 <0,001 22,2611,22 р<0,001 Р!<0,001

ЕВЕ, мІМ 4,46+0,49 -10,22±0,80 р<0,001 -9,16+0,47 р<0,001 -4,8910,27 р<0,001 рі<0,001 2,37+0,25 р<0,01 р,<0,001

р - ступінь достовірності різниць показників, що вивчалися, в порівнянні з контролем ,

р, - ступінь достовірності різниць показників, що вивчалися, в порівнянні з даними при гострій затравці хлористим кадмігм п - число спостережень

Таблиця 2

Корекція порушень кислої но-лужної рівноваги при свинцевій інтоксикації (\±$х)

ІІОКаїїІН-КТІ. 111(1 вішча.’їнг її Контрольна група щурів, п=7 Гостра патрав ка хлористим свн-ішем, п=7 Хронічна затравка хлористим СВІІІЩСМ, п=7 Гостра затра-вка х.торис-тим свинцем неленії натрію. п=7 Г остра затра-вка х.юрнс-гим свинцем +сукцннат натрію, п=7

11в. г/і'М3 139,00+2.55 138,0010,69 137.00+2,47 140.57+0.95 рі<0.05 142,0011,77

,,11 кроні 7,39+0,01 7.2810.01 р<0,0(11 7,35+0,01 р<0,02 7.3310,01 р<0,002 рі<0.01 7,35+0.01 р<0,02 р,<0.001

р():. кііа 8.63+0.66 9.61+0,56 10,56+0.48 р<0,05 8.98Ю.25 9.4310,50

рС С>2, кііа 4,7210,22 -4,18+0,08 р<0,05 4.80+0,14 5,30+0,11 р<0,05 р,<0,001 5.07+0,19 р,<0.002

(О.. мМ 28,1310,74 16,53+0,29 р<0,001 25,1210,99 р<0,05 30,9710,63 р<0,02 рі<0.001 27,5111,41 р і <0,001

ІІС Оз. ііМ 27,06+0,81 15,09+0,45 р<0,001 23,75+1,17 р<0,05 29,8510,60 р<0,02 р,<0.001 27,0311,18 рі<0,001

ВЕ, мМ 523014,22 23,3111,35 р<0,001 30,54+1,31 р<0,001 32,4610.56 р<0,001 рі<0,001 36,611139 р<0,01 Рі<0,001

ЕВЕ, мМ 4,4610,49 -2,21+0,24 р<0,001 -1,32+0,29 р<0,001 0,3410,067 р<0,001 рі<0,001 0.79+0,152 р<0,001 рі<0,001

р - ступінь достовірності різниць показників, що вивчалися, в порівнянні з

контролем

р, - ступінь достовірності різниць показників, що вивчалися, в порівнянні з даними при гострій затравці хлористим свинцем п - число спостережень

. Таблиця З

Корекція порушень кислої но-лужної рівноваги при талієвій інтоксикації (хіБх)

Показники, шо ВІІВ'ІЛ.МІС її Коигро. ІЬІІН група іиурін. ' п=7' 1 осіра їатравка хлористим та.іігм, п=7 Хронічна іатравка хлористим галії м, п=7 Гостра затравка хлористим талігм+сс.тені і па грію, п=7 Гостра затравка хлористим талії м+сукин-нят натрію. и=7

II в. г/см3 139.00+2.55 136,71+2.35 142.57+1,91 139,00+1,92 142,8610,60 рі<0,(15

рП кроні 7.39±0.(І І 7,3410.01 р<0,0| 7,3510.01 р<0.05 7,3810.01 рі <((.02 7.44+0.01 р<(1.01 р,<0.001

рО:. кГІа 8.63+0.66 10,92+0.33 р<0,02 10,1810.57 9.8510.62 10.52+0.39 р<0.05

рс:о2. кПа 4.72+0.22 4.0210.26 5.2010.21 4,8810.14 р,<0.02 4,7910.15 р і <0.0 5

СО:. мМ 28.1310.74 22.59+0,98 р<0,001 27.01 + 1.46 27.6310,72 рі<0,002 28.64+0.34 Рі<0.001

ІІСОз," мМ 27.06+0.81 21.4711.08 р<0,002 26,02+0.98 26.59+0.67 рі<0,002 27.44+0.38 р,<0,001

ВЕ, мМ 52,30+4,22 28,5211.80 р<0,001 35,4511,41 р<0,01 46.59+1,31 Рі<0,001 53,7811,37 р,<0,001

ЕВЕ, мМ 4,46+0,49 -0,7810,108 р<0,001 0,73+0,101 р<0,001 1,55+0,14 р<0,001 рі<0,001 2,77+0,13 р<0,01 РІ<0,001

р - ступінь достовірності різниць показників, що вивчалися, в порівнянні і контролем

Рі - ступінь достовірності різниць показників, що вивчалися, в порівнянні з даними при і'острій затравці хлористим талієм п - число спостережень

ВИСНОВКИ

] .Нефротоксичність іонів кадмію, талію і свинцю обумовлена порушенням натрій-енергозалежних механізмів ацидифікації сечі та регенерації бікарбонатного буфера і зростає в порядку ТІС1<РЬСІ2<СсіСІ2.

2.Іони кадмію, талію і свинцю викликають пригнічення активності лужної фосфатази і сукцинатдегідрогенази в кортикальній тканині нирок.

3.Тривале вживання малих доз хлористих сполук кадмію, талію і свинцю супроводжується системним порушенням кислотно-основного гомеостазу, кадмій і свинець викликають найбільш виражені зміни кислотно-лужного балансу організму з розвитком декомпенсованого метаболічного ацидозу при компенсації 'за типом респіраторного алкалозу з глибоким дефіцитом буферних основ крові; талій сприяє розвитку системного компенсованого метаболічного ацидозу.

4.Селеніт натрію знижує ступінь порушення кислотовидільної функції нирок при талієвій інтоксикації.

5.Протективна дія селеніту натрію при інтоксикації тварин талієм, обумовлена як системними, так і нирковими ефектами селену щодо нормалізації параметрів кислотно-лужної рівноваги і підвищення вмісту буферних основ в крові за рахунок інтенсифікації процесів регенерації бікарбонатного буфера в нирках.

6.Сукцинат натрію у щурів з кадмієвою нефропатією значно покращує екскреторну функцію нирок і зменшує пряму нефротоксичність кадмію, про що свідчить збільшення проксимальної і дистальної реабсорбції натрію. Позитивні ефекти сукцинату натрію на зміни кислотно-основного гомеостазу при металотоксикозах обумовлені переважно особливостями його метаболізму, який супроводжується відновленням бікарбонатного буфера крові.

ПРАКТИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

1. В регіонах з техногенним забрудненням оточуючого середовища важкими металами доцільно проводити щорічне обстеження стану кислотовидільної функції нирок у населення.

2. В разі встановлення порушень ниркового кислотовиділення слід рекомендувати визначення параметрів кислотно-основного гомеостазу організму.

3. За умов високого техногенного забруднення регіону хлористими сполуками важких металів рекомендується профілактичний прийом сукцинату натрію і препаратів, до складу яких входить селен, або селеніт натрію.

ВПРОВАДЖЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДЖЕННЯ

Основні результати дослідження впроваджені і використовуються внавчальному процесі на кафедрах біохімії, нормальної і патологічної фізіології, фармакології, гістології і гігієни Буковинської державної медичної академії.

СПИСОК РОБІТ, ЩО ОПУБЛІКОВАНІ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1.Функция почек при интоксикации таллием // Мед. труда и пром.

экология.-1996. -№11.-С. 33-36. (Соавторы: А.И.Гоженко, А.Л.Кухарчук,

B.Н.Магатяс. С.Г.Распутняк).

2.Вплив гострої затравки щурів хлористим талісм на функціональний стан

нирок за умов водного навантаження Вісник Чернівецького

держуніверситету.-1997.-№ І.-С.50-58. (Співавтори: Г.І.Кокошук, О.Л.

Кухарчук).

3.Біохімічні механізми нефротоксичного впливу важких металів // Вісник Чернівецького держуніверситету,- 1997.-№2,- С.20-28. (Співавтори: Г.І.Кокошук, О.Л.Кухарчук, В.М.Магаляс. Ю.Є.Роговий).

4.Вплив фармако-хімічного навантаження годуючих самок білих шурів на

функціональним стан нирок та ти’реоїднпй статус їх потомства // Хист.-1996.-№1.-С.І 15-119. (Співавтори: О.Л.Кухарчук. Н.К. Зальцман, В.М.Магаляс,

Б.М.Боднар).

5.Функціонально-морфологічні і гістоензнмохімічні особливості нирок в динамиці сулемової нефропатії // Актуальные проблемы медицины транспорта.-Одесса,1993.-Ч.И.-С.321.(Співавтори:Ю.Є.Роговий, О.Л.Кухарчук, Н.К.Ваттер, І.В.Маниліч).

6.Влияние таллия хлорида на функцию почек у белых крыс // Там же,-

C.225 (Соавтор: В.Н.Магаляс).

7.Загальні механізми нефротоксичної дії важких металів // Навколишнє

середовище і здоров’я. - Чернівці, 1993. - С. 35. (Співавтори: О.Л.Кухарчук,

В.М.Магаляс).

8.Вплив хлористих сполук важких металів на нирковий транспорт натрію

та кислотовидільну функцію нирок // Сучасні проблеми і досягнення в хірургії і суміжних галузях.-Чернівці, 1994.-С.96. (Співавтори: В.М.Магаляс,

О.Л.Кухарчук).

9.Морфологічні зміни в нирках при експериментальній патології в

залежності від стану балансу натрію в організмі // Мат. науков. конф., присвяченої пам’яті проф. Туркевича.-Чернівці,1994.-С. (Співавтори: О.Л.Кухарчук, Ю.Є.Роговий, Г.І.Кокошук. В.Ф.Мислицький, В.М.Магаляс, Н.К.Ваттер, І.В.Маниліч). .

1 10.Механизмы нарушения экскреторной функции почек при ртутной

интоксикации: многофакторный регрессионный анализ значения интеграции гормонально-мессенджерных факторов системы регуляции • натриевого гомеостаза // Применение мат. методов в мед. гигиене и экологич. исследованиях. Метагигиена.-Киев, 1994.-С. 87-88. (Соавторы: Л.И.Власык,

А.Л.Кухарчук, В.Н.Магаляс, С.И.Доломатов).

11. Стан кислотовидільної функції нирок та канальцевого транспорту натрію в умовах кадмієвої нефропатії // Молоді науковці - охороні здоров’я

України.-Чернівці. 1994.-С. 129-і ЗО. (Співавтори: Г.І.Кокощук. О.Л.Кухарчук.

В.М.Магаляс).

12.Гормональная регуляция кислотовыделительной функции почек при экспериментальном тиреотоксикозе и микроэлементозах // Патогенез, клиника и фармакотерапия эндокринопатий.-Харьков. 1995.-С. 84. (Соавторы: М.Д.

Переиелюк. С.В. Шестобуз).

I З.Эмбриотоксическое. тератогенное и нефротоксическое сочетанное действие хлористых соединений кадмия, свинца и таллия // Актуальні питання мед. допомоги населенню.-Чернівці, Ангельхам. І996.-С.43-46. (Соавтори: В.П.Пишак, А.Л.Кухарчук. К.И.Павлуник. Г.И.Кокощук, В.Н.Магаляс, И.В.Манилпч).

14.Вплив кадмію на кислотовидільну функцію нирок у білих щурів ■'/ Хірургічні проблеми і екологія.-Чернівці.1995.-С.І29. (Співавтор: В.М.Магаляс).

15.До питання про механізми пошкодження нирок при талотоксикозі .7 Акт\альні питання морфогенезу.-Чернівці. 1996.-С.362-363. (Співавтори: В.М.Магаляс, О.Л.Кухарчук).

16.Про існу вання градієнту перекисного окислення ліпідів і антиоксидантних систем у нирках білих щурів // Там же.-С.272. (Співавтори: Ю.Є.Роговий.

В.М.Магаляс).

Чала К.М. “Вплив хлористих сполук талію, кадмію і свинцю на кислотно-лужний гомеостаз організму”. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.04 - біологічна хімія. Чернівецький державний університет ім. Федьковича, 1997.

Захищаються 16 наукових робіт, які містять результати експериментальних досліджень на 552 самках білих щурів.

Встановлено, що гостра інтоксикація тварин хлористими солями кадмію, талію і свинцю викликає порушення кислотовидільної функції нирок з розвитком видільного ацидозу на фоні пригнічення активності внутрішньониркової сукцинатдегідрогенази [КФ 1.3.99.1] і лужної фосфатази [КФ 3.1.3.1]. В умовах хронічної затравки щурів малими дозами хлористого кадмію, свинцю або талію розвиваєтся системний метаболічний ацидоз, а комбіноване введення малих доз важких металів призводить до швидкого порушення ниркового кислотовиділення за рахунок аддитивності ефектів кадмію, талію і свинцю. В порушенні кислотно-лужного гомеостазу при металотоксикозах велике значення має видільний ацидоз, який розвивається внаслідок пошкодження натрій-енерго-залежних механізмів ацидифікації сечі. Доведено, що селеніт і сукцинат натрію зменшують прояви системного метаболічного ацидозу при інтоксикації хлористими солями кадмію, свинцю и талію, збільшують буферну ємність крові і поліпшують кислотовидільну функцію нирок.

У регіонах з техногенним забрудненням оточуючого середовища важкими металами пропонується проводити у населення щорічне обстеження стану

кислотовпдільної функції нирок, а в разі ії порушення - вивчення кислотно-лужної рівноваги крові. Обгрунтована можливість використання з метою профілактики порушень кислотно-лужного гомеостазу селеніту її сукшінату натрію.

Ключові слова: важкі метали, кадмій, талій, свинець, нирки, кислоти, кров, регуляція, селен, сукцинат. натрім, корекція, профілактика.

Чалая Е.Н. "Влияние хлористых соединений таллия, кадмия и свинца на кислотно-щелочный гомеостаз организма". Диссертация на соискание научной степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.04 -

биологическая химия. Черновицкий государственный университет им. Федьковича. І997.

Защищаются 16 научных работ, которые содержат результаты экспериментальных исследований на 552 самках белых крыс.

Установлено, что острая интоксикация животных хлористыми солями кадмия, таллия и свинца вызывает нарушение кислотовыделительном функции почек с развитием выделительного ацидоза на фоне угнетения активности внутрипочечной сукшшатдегидрогеназы [КФ 1.3.99.1] и щелочной фосфагазы [КФ 3.1.3.1]. В условиях хронической затравки крыс малыми дозами хлористого кадмия, свинца или таллия развивается системный метаболический ацидоз, а комбинированное введение малых доз тяжелых металлов приводит к быстрому нарушению почечного кислотовыделения за счет аддитивности эффектов кадмия, таллия и свинца. В нарушении кислотно-щелочного гомеостаза при металлотоксикозах большое значение имеет выделительным ацидоз, который развивается вследствие повреждения натрий-энерго-зависимых механизмов ацидификации мочи. Показано, что селенит и сукцинат натрия снижают явления системного метаболического ацидоза при интоксикации хлористыми солями кадмия, свинца и таллия, увеличивают буферную емкость крови и улучшают кислотовыделительную функцию почек.

В регионах с техногенным загрязнением окружающей среды тяжелыми металлами рекомендуется проводить у населения ежегодное обследование состояния кислотовыделительной функции почек, а в случае ее нарушения -изучение кислотно-щелочного равновесия крови. Обоснована возможность использования с целью профилактики нарушений кислотно-основного гомеостаза селенита и сукцината натрия.

Ключевые слова: тяжелые металлы, кадмий, таллий, свинец, почки, кислоты, кровь, регуляция, селен, сукцинат, натрий, коррекция, профилактика.

Chala К.М. “The influence of thallium, cadmium and plumbum chlorous compaunds over acid-alkaline homeostasis of organism"

. Dissertation for a scientific degree of candidate of biological sciences. Speciality: 14.03.04 - biological chemistry. Chernivtsy Fedcovich State University, 1997.

There are 16 scientific works to be asserted, that contain the results of experimental investigations in 552 white female rats.

It was determined that acute intoxication of animals by cadmium chlorous, thallium and plumbum salts leads to the disturbance of acid-excretory renal function with the development of excretory acidosis on the background of intrarenal succinatedehidrogenase [KF 1.3.99.1] and alkaline phosphatase [KF 3.1.31] activity depression.

In conditions of chronic rats priming with small doses of cadmium chlorous, thallium and plumbum the systemic metabolic acidosis develops and combined introduction of small doses of heavy metals, leads to the rapid renal acid - excretion disturbance at the account cadmium, thallium and plumbum effects additivity.

In disturbance of acid-alkaline homeostasis in metaltoxicosis the excretive acidosis that develops as a result of damage of sodium - energo-dependent mechanisms of urine acidification has a great significance.' '

It was shown that selenit and sodium succinate decrease the effects of systemic metabolic acidosis in intoxication with hlorous salts of cadmium, thallium and plumbum, increase buffer blood capacity and improve acidexcretory renal function.

In regions with technogenic environment pollution with heavy metals the realization of annual examination of acid-excretive renal function of population is recommended, and in a case of it disturbance - the study of acid - alkaline blood balance.

The possibility of utilization of acid-basic selenit and sodium succinate homeostasis for the purpose of disturbance prophylaxis was proved scientifically.

Key words: heavy metals, cadmium, thallium, plumbum, renal, acid, blood, regulation, selen, succinate, sodium, correct, prophylaxis.