Легкие как орган с чрезвычайно высоким уровнем метаболизма липидов, анализ функций. Общая характеристика показателей окислительного метаболизма в гомогенатах легких экспериментальных животных, подвергнутых воздействию полиметаллической пыли города Балхаш.
При низкой оригинальности работы "Изучение воздействия городской пыли города Балхаша на метаболический статус легких экспериментальных животных", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Окислительный метаболизм имеет особое значение для функционирования системы органов дыхания, так как легкие представляют собой наиболее крупную биологическую мембрану организма, внешняя поверхность которой постоянно контактирует с кислородом, а также с такими активаторами ПОЛ как озон, двуокись азота [3,4,]. Легкие - орган с чрезвычайно высоким уровнем метаболизма липидов, функция которых может определять как режим адаптации ткани, так и устойчивость к воздействию неблагоприятных факторов [5,6]. Существенную помощь в уточнении неблагоприятного воздействия городской пыли на организм на уровне реально действующей нагрузки может оказать изучение окислительного метаболизма как универсального механизма повреждающего эффекта. Вместе с тем, ведущее значение в патогенезе воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды на организм имеет образование свободных радикалов с их способностью вызывать окислительную модификацию биомолекул, степень выраженности которой зависит от интенсивности генерации оксида азота (N0), активных форм кислорода (АФК) и состояния антиоксидантной защиты[13]. Во второй группе затравка производилась ингаляционно в течение 70 дней в дозе 0,05 мг/м3 (доза соответствующая ПДК для населеннных мест); в третьей группе затравка животных производилась 4 месяца (по 0,05 мг/м3).
Введение
Некоторые ткани в силу своей функциональной метаболической активности обладают чувствительностью к состоянию окислительного стресса, что связано с высокой потенциальной мощностью прооксидантной системы и низкой буферной емкостью антиоксидантной защиты (АОЗ). К таким тканям относятся мозг, сетчатка, легкие [1,2]. Окислительный метаболизм имеет особое значение для функционирования системы органов дыхания, так как легкие представляют собой наиболее крупную биологическую мембрану организма, внешняя поверхность которой постоянно контактирует с кислородом, а также с такими активаторами ПОЛ как озон, двуокись азота [3,4,]. Легкие - орган с чрезвычайно высоким уровнем метаболизма липидов, функция которых может определять как режим адаптации ткани, так и устойчивость к воздействию неблагоприятных факторов [5,6].
По мнению многих авторов, в основе политропного действия промышленной пыли на организм лежит проникновение мелкодисперсных частиц в общий кровоток через стенки легочных вен, вокруг которых они откладываются в большом количестве и постепенно продвигаются до эндотелия сосудов. Кроме того, наблюдаются случаи гематогенного метастазирования пылевых частиц во внутренние органы из распавшихся пневмокониотических очажков [7,8,9,10].
Интенсивность перекисного окисления липидов (ПОЛ) в клетках, в том числе клетках бронхолегочной системы, определеляется деятельностью систем, генерирующих свободные радикалы, с одной стороны, а также ферментной и неферментной составлющими систем антиокислительной защиты - с другой. Их совокупность расматривается как один из важнейших регуляторных механизмов как в норме, так и при патологии. Адекватность защиты обеспечивается согласованностью действия всех звенъев этой сложной системы [11,12].
Существенную помощь в уточнении неблагоприятного воздействия городской пыли на организм на уровне реально действующей нагрузки может оказать изучение окислительного метаболизма как универсального механизма повреждающего эффекта. Процессы окислительного метаболизма в физиологических условиях активно участвуют в функционировании клеточных мембран и адаптационно-приспособительных возможностях организма к различным экстремальным воздействиям. Вместе с тем, ведущее значение в патогенезе воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды на организм имеет образование свободных радикалов с их способностью вызывать окислительную модификацию биомолекул, степень выраженности которой зависит от интенсивности генерации оксида азота (N0), активных форм кислорода (АФК) и состояния антиоксидантной защиты[13].
С целью апробации прогностически значимых критериев раннего выявления метаболических изменений было проведено изучение ряда показателей окислительного метаболизма в гомогенатах легких экспериментальных животных, подвергнутых воздействию полиметаллической пыли г.Балхаш.
1.Материалы и методы
Экспериментальные исследования выполнены на белых беспородных крысах - самцах с массой тела в среднем 200-250г, содержавшихся в стандартных условиях вивария со свободным доступом к пище и воде. Животные были подразделены на 4 группы. В первой группе лабораторным животным однократно интратрахеально вводили полиметаллическую пыль г. Балхаш в дозе 50 мг\мл.
Во второй группе затравка производилась ингаляционно в течение 70 дней в дозе 0,05 мг/м3 (доза соответствующая ПДК для населеннных мест); в третьей группе затравка животных производилась 4 месяца (по 0,05 мг/м3). Четвертая группа - контрольная. Животные подвергались ингаляционному запылению в затравочной камере [14]. Ингаляционная затравка производилась по 4 часа в день в течение 5 дней в неделю.
Определение уровня продуктов ПОЛ (диеновые коньюгаты - ДК, кетадиеновые коньюгаты - КД, суммарные первичные продукты - СПП, суммарные вторичные продукты - СВП ) осуществлялось по методу Волчегорского И.А. и др. , активность каталазы по методу Королюк М.А. и др., уровень оксида азота по методу Голикова П.П. [15,16,17]. Оценка достоверности полученных данных осуществлялась с применением параметрического t- критерия Стьюдента [18].
2.Результаты и обсуждение
При однократном интратрахеальном введении лабораторным животным пыли в дозе 50 мг/мл обнаружена, тенденция к увеличению диеновых коньюгатов и суммарных вторичных продуктов в гомогенатах легких.
Наряду с этим, нами выявлено достоверное снижение уровня оксида азота и каталазы. Так уровень оксида азота понизился в 2 раза по сравнению с контролем, а уровень активности фермента каталазы понизился в 3,3 раза (табл.1).
Полученные результаты позволяют предположить, что при однократном воздействии пыли в дозе значительно превышающей ПДК наблюдалось лишь незначительное увеличение продуктов ПОЛ, но при этом наблюдалось достоверное снижение каталазы, характеризующей состояние антиоксидантной системы. В то же время снижение уровня оксида азота с точки зрения теории адаптации соответствует стадии напряжения адаптационных возможностей организма.
Молекула оксида азота играет важную регуляторную роль в качестве медиаторного звена и выступает как неферментативное звено защиты. Увеличение продукции оксида азота соответствует стадии мобилизации адаптивных процессов в результате воздействия пылевого фактора, а уменьшение - стадии напряжения в результате развития чрезмерной стресс-реакции. О вероятном напряжении адаптационных возможностей организма свидетельствуют также изменения в системе ПОЛ-АОЗ [13].
При ингаляционном воздействии пыли в течение 70 дней в дозе 0,05 мг/м3 нами выявлено увеличение суммарных первичных продуктов перекисного окисления липидов в 2 раза, суммарных вторичных продуктов перекисного окисления липидов в 1,3 раза по сравнению с контролем. Существенный рост СВП ИСПП липоперекисного окисления свидетельствует о том, что кроме ДК и КД происходит образование и других катоболитов, что может существенно ограничивать клеточные механизмы адаптации. Уровень каталазы увеличился в 3 раза по сравнению с контролем, а оксид азота имел тенденцию к повышению.
По литературным данным длительное поступление полиметаллической пыли в организм вызывает активацию макрофагов и процессов фагоцитоза, приводит к усиленному образованию АФК. Увеличение продуктов КД, ДК и высокая активность каталазы связаны с напряжением адаптационных возможностей на уровне целостного организма. Повышение активности каталазы свидетельствует о вероятном изменении состояния тканевых мембран легких под воздействием вредных веществ, находящихся в исследуемой пыли.
При ингаляционном воздействии пыли в течение 4 месяцев в дозе 0,05 мг/м3 имело тенденцию к увеличению количество ДК и СВП. Вместо с тем, уровень основного антиоксидантного фермента каталазы увеличился в 7 раз.
При длительном введении пыли по видимому активизировались помимо ПОЛ и адаптивные системы организма. Отмеченные изменения в ткани легких могут рассматриваться как отражение хронической интоксикации при длительном воздействии малых концентрации пыли. В механизме развития адаптированных и компенсаторных сдвигов на структурном и метаболическом уровне и перехода обратимых метаболических изменений в стойкие нарушения существенная роль принадлежит генерации оксида азота и продуктов перекисного окисления липидов. Интенсификация процессов окислительной деструкции липидов, белков, нуклеиновых кислот является причиной поражения тканей легких.
Список литературы
1.Милишникова В.В., Монаненкова А.М. и др. // Мед.труда и пром. экология.-1995.-№5.-с.30-33
