Scientific journal
Advances in current natural sciences
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,823

К настоящему времени накоплен значительный экспериментальный и клинический материал, свидетельствующий о важной роли ПОЛ в возникновении и развитии различных патологических состояний на фоне экологически неблагоприятных факторов. Известно, что в городах с развитой промышленностью и транспортом отмечается повышение в атмосфере ионов тяжелых металлов, в частности кадмия, который способен воздействовать на организм человека. Он оказывает мембрано-, ферменто-, генотоксическое действие, обладает сродством к клеточным мембранам таких органов как почки и печень. Накапливается в организме, особенно в митохондриях, лизосомах и ядре, вызывая их ультраструктурные изменения, вступает во многие химические реакции, основными из которых являются сульфгидрильные группы белков и ферментов; при блокировании SH-групп энзимы теряют каталитическую активность, вызывая нарушение процессов метаболизма, снижение энергообразования и функционального состояния клетки. Основным из патогенетических механизмов, индуцирующих нефротоксическое действие ионов тяжелых металлов является перекисное окисление липидов. Процесс пероксидации сопровождается деформацией мембранных липопротеиновых комплексов клеточных мембран, изменением физико - химических свойств и активности мембраносвязанных ферментов, в частности Nа, К- АТФ-азы. Однако динамическое равновесие в здоровом организме поддерживается благодаря функционирующей АОС, поэтому интенсификация повреждающего фактора может происходить по двум причинам: под влиянием активных форм кислорода и угнетением антиокислительной системы клетки. Именно нарушение стационарного равновесия между этими двумя системами и способствует повреждению клеточных мембран. Наряду с приведенными данными литературы, следует отметить, что недостаточно изученным остается вопрос о патогенетической роли ПОЛ в развитии нарушений функциональной способности почек и активности мембранных ферментов, в частности Nа, К- АТФ-азы, а также выраженность компенсаторной реакции клетки по активности АОС при нефропатии, вызванной кадмиевой интоксикацией.

Поэтому целью настоящей работы явилось изучение роли перекисного окисления липидов в нарушении электролито-выделительной функции почек при хронической кадмиевой интоксикации, вызванной подкожным введением сульфата кадмия в дозах 0,2 и 0,6 мг/кг веса животного в течение одного месяца.

Для реализации этой цели нами были проведены эксперименты на белых крысах самцах линии Вистар с хронической кадмиевой интоксикацией. Интоксикацию вызывали путем введения животным раствора сульфата кадмия подкожно в дозах 0,2 и 0,6 мг/кг веса животного в течение одного месяца. Исследовали 3-х и 6 -часовой спонтанный диурез, экскрецию натрия и калия, концентрацию в крови и моче методом Яффе. Рассчитывали ультрафильтрацию, канальцевую реабсорбцию воды и электролитов по формулам Ю.В Наточина (1974). Интенсивность ПОЛ в эритроцитах (универсального представителя тканевых клеток) оценивали по концентрации конечного продукта - малонового диальдегида (МДА) по методу Osacawa, 1980; активность Nа, К- АТФ-азы в почечной ткани изучали по приросту неорганического фосфора в среде инкубации. Одновременно исследовали активность одного из ферментов антиокислительной системы (АОС) - каталазы спектрофотометрически методом М.А Королюка и соавт.,1988. Анализ показал, что во всех исследуемых группах животных отмечается диуретическое и натрийуретическое действие, за счет угнетения скорости клубочковой фильтрации при одновременном снижении уровня канальцевой реабсорбции воды и натрия, что обеспечивает возрастание диуреза и натрийуреза. Закономерное и прогрессивное снижение, под воздействием введения соли кадмия, канальцевой реабсорбции воды, при неизмененной скорости клубочковой фильтрации, в условиях спонтанного диуреза, возможно определяется избирательным воздействием кадмия на канальцевый аппарат почек. Кадмий максимально накапливается как в корковом, так и мозговом слоях почечной ткани ввиду способности кумулировать. Изменения экскреции электролитов в условиях спонтанного диуреза при введении разных доз сульфата кадмия носили односторонний характер, что выражалось в зависимом от дозы и способа введения, повышении экскреции кальция и натрия в разные сроки исследования. Это было обусловлено снижением их канальцевой реабсорбции. Экскреция калия, в условиях спонтанного диуреза, не изменялась в разные сроки исследования. Для выяснения механизма нарушения функционального состояния почек, нами исследовался процесс свободнорадикального окисления фосфолипидов клеточных мембран. Перекисное окисление липидов - широко распространенное явление, которое постоянно происходит в той или иной мере в мембране любой клетки. Субстратами ПОЛ являются полиеновые жирные кислоты, являющиеся составной частью цитоплазматической и внутриклеточной мембран. Все многообразие эффектов перекисного окисления липидов можно разбить на две группы. Первая - это эффекты, связанные непосредственно с окислением самих ненасыщенных жирных кислот липидов мембран, вторая - суммирует результаты взаимодействия продуктов перекисного окисления с белковыми и липидными молекулами. Вполне понятно, что избыточное окисление липидов приводит к резкому нарушению физико-химических свойств мембран. В качестве инициирующих факторов ПОЛ могут выступать различные активные формы кислорода: супероксиданион, гидроксильный радикал, синглентный кислород и перекись водорода. Быстрые цитотоксические эффекты гидроксильных радикалов связаны с их действием на липиды мембран. Образование липидных перекисей в мембранах сопровождается изменением их физико-химических свойств и клеточного метаболизма. Анализ наших данных показал, что при кадмиевой интоксикации наблюдается снижение содержание гемоглобина А и оксигемоглобина, нарастание содержания метгемоглобина, что влечет за собой нарушение кислород-транспортирующей функции почек и развитие гемической гипоксии. Соответственно в этих условиях идет усиленное образование активных форм кислорода, запускающие механизм ПОЛ. Эти изменения качественного состава фосфолипидов сопровождаются окислением SH-групп, содержащихся в транспортных белках, ингибированием мембраносвязанных ферментов, в частности Nа, К-АТФ-азы и изменением окислительного фосфорилирования и энергообразования. Стационарное состояние ПОЛ поддерживается функционированием антиоксидантной системы, ограничивающей процессы перекисного окисления липидов. Различают ферментативную и неферментную системы антиоксидантной защиты организма. К ферментативной системе защиты относятся : супероксиддисмутаза, глутатион-пероксидаза, каталаза, глутатион-трансфераза, глутатион-редуктаза; к неферментной относятся аскорбиновая кислота, витамин А, витамин Е, глутатион и др. В экспериментах нами было выявлено активирование процессов ПОЛ в эритроцитах, что подтверждалось увеличением в них концентрации вторичного продукта ПОЛ - МДА с одновременным снижением восстановленного глутатиона и увеличением концентрации каталазы в эритроцитах у крыс с экспериментальной кадмиевой интоксикацией. Анализируя полученные данные, можно сказать следующее: происходит активация системы свободнорадикального окисления, о чем свидетельствует достоверное повышение концентрации МДА в мембранах эритроцитов во всех группах животных. Только при подкожном введении сульфата кадмия в дозе 0.2 мг/кг веса животного концентрация МДА равная 4,54±0,16 нмоль/мл приближается к контрольным значениям. Подкожное введение дозы 0,6 мг/кг веса характеризуется достоверным повышением концентрации МДА. Так подкожное введение дозы 0,6 мг/кг веса вызывает повышение концентрации МДА с 4,54±0,16 нмоль/мл до 5,57±0,23 нмоль/мл. Таким образом, на фоне кадмиевой интоксикации, вызванной подкожным введением сульфата кадмия в дозе 0,6 мг/кг веса животного отмечается повышение активности ПОЛ в мембранах эритроцитов и в гомогенатах коркового и мозгового слоях почечной ткани, о чем свидетельствует повышение концентрации МДА. Анализ полученных данных в ходе эксперимента показал, что активация процессов свободнорадикального окисления сопровождается изменением состояния АОС организма, о чем свидетельствует повышение активности каталазы в сыворотке крови. Так при подкожном введении сульфата кадмия в дозе 0,2мг/кг веса животного сроком 1 месяц приближается к показателям контроля: 225,56±29,06 мкат/л. В отличие от этой группы у животных с введением сульфата кадмия в дозе 0,6 мг/кг веса тела в течение одного месяца активность каталазы достоверно повышается: 432,9±40,53 мкат/л, сравнительно с контролем 225,56±29,06 мкат/л. Таким образом, наши данные показали, что в ответ на оксидативный стресс на фоне кадмиевой интоксикации у крыс отмечается повышение активности антиоксидантной системы т.е. увеличение активности каталазы в сыворотке крови у животных с кадмиевой интоксикацией (0,6 мг/кг тела) в течение одного месяца при подкожном введении. Таким образом на фоне хронической кадмиевой интоксикации нарушается кислород-транспортирующая функция крови, развивается гемическая гипоксия и образуются активные формы кислорода, которые индуцируют ПОЛ в мембранах эритроцитов, корковом и мозговом слоях почечной ткани. Изменяются физико-химические свойства мембран структур нефрона, что сопровождается нарушением водо- электролито-выделительной функции почек.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Арчаков А. И. Микросомальное окисление. М.: Наука, 1975. - С. 328.
  2. Владимиров Ю.А. Роль нарушений свойств липидного слоя мембран в развитии патологических процессов //Пат. физиология и экспериментальная терапия. - 1989. - №4. - С. 7-19.
  3. Вельтищев Ю. Е., Ермолаев М. В., Анаенко А. А. Обмен веществ у детей. - М.: Медицина, 1983. - 463 с.
  4. Наточин Ю.В. Основы физиологии почки. - Л.: Медицина, 1982. - 206 с.