Вільні амінокислоти у регуляторних і адаптаційних процесах організму. Надходження важких металів і кадмію та пошкодження макромолекул та надмолекулярних компонентів клітини. Вплив кадмію сульфату на азотний і вуглеводний обмін в організмі щурів.
При низкой оригинальности работы "Вплив кадмію на показники азотного і вуглеводного обміну в організмі щурів різного віку", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Вільним амінокислотам належить важлива біологічна роль у регуляторних і адаптаційних процесах організму, а зміни в їх вмісті відображають глибину деструктивних і катаболітичних процесів, які відбуваються в організмі за патологічних станів (Мак-Мюррей У., 1980; Передерий В.Г. и др., 1993; Бенсон Дж. и др., 1994; Ганиев Х.Г., 1996). Утворення вільних радикалів, яке відбувається, зокрема, за умов надходження до організму важких металів і кадмію, прискорює процес пероксидного окиснення, що супроводжується пошкодженням макромолекул та надмолекулярних компонентів клітини, виснаженням системи антиоксидантного захисту організму, змінами азотного, вуглеводного обміну й інтенсивності біоенергетичних процесів (Меньшикова Н.Б. и др., 1994; Мельничук Д.О. та ін., 2004). Отруєння тварин важкими металами призводить до порушення процесу гліколізу, функціонування циклу трикарбонових кислот - важливих шляхів біологічного окиснення і генерації енергії, а також до змін амінокислотного складу організму, внаслідок чого порушується перебіг метаболічних процесів, що призводить до виникнення низки патологічних змін в організмі (Clarkson T. W ., 1987). Тому дослідження показників азотного і вуглеводного обміну в крові та органах тварин при введенні кадмію сульфату у віковому аспекті є важливою ланкою у встановленні природи факторів, які викликають зміни інтенсивності реакцій метаболізму, а визначення цих показників в організмі отруєних тварин дає можливість впливати на регуляцію токсичної дії важких металів. Відповідно до поставленої мети визначено такі основні завдання досліджень: встановити якісний склад вільних амінокислот у крові, печінці, нирках, легенях, серці та селезінці щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку, а також за умов уведення кадмію сульфату;Досліди проведено на щурах трьох вікових груп: 3-місячного віку (період статевого дозрівання; молоді), 6-місячного віку (період статевої зрілості; дорослі) і 18-місячного віку (період старості; старі) (Трахтенберг И.М. и др., 1994). Дослідні тварини були поділені на 2 групи: І - інтактні щури; ІІ - щури, яким уводили кадмію сульфат (у подальшому щури, отруєні кадмію сульфатом). Першу серію проведено на щурах 3-місячного віку; другу - на щурах 6-місячного віку; третю - на щурах 18-місячного віку. Визначали якісні і кількісні характеристики вільних амінокислот у крові та внутрішніх органах, а також концентрацію показників азотного обміну та вміст метаболітів циклу трикарбонових кислот і гліколізу - в крові та печінці щурів усіх досліджуваних груп. Для дослідження якісних і кількісних характеристик вільних амінокислот брали зразки крові, печінки, нирок, селезінки, легенів, серця; концентрації показників азотного обміну - аміаку, креатиніну, сечовини і загального білка - у крові; вмісту метаболітів гліколізу - лактату, пірувату, циклу трикарбонових кислот - оксалоацетату, малату, б-кетоглутарату проводили у печінці та крові щурів усіх досліджуваних груп.Досліджено амінокислотний спектр крові та внутрішніх органів у інтактних щурів і за умов уведення кадмію сульфату в 3-, 6 - і 18-місячному віці. Встановлено якісний склад вільних амінокислот у крові, печінці, нирках, легенях, серці й селезінці інтактних щурів усіх вікових груп та за умов уведення кадмію сульфату, яких налічується 18: аланін, аргінін, аспарагінова кислота, валін, гістидин, гліцин, глутамінова кислота, ізолейцин, лейцин, лізин, метіонін, пролін, серин, тирозин, треонін, триптофан, фенілаланін, цистин. Кількісний склад виявлених вільних амінокислот у крові, печінці, нирках, легенях, серці та селезінці інтактних щурів у віковому аспекті показав, що в крові та внутрішніх органах щурів 3-місячного віку загальний вміст вільних амінокислот є більшим порівняно з відповідними показниками у тварин 6 - і 18-місячного віку.
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вывод
Досліджено амінокислотний спектр крові та внутрішніх органів у інтактних щурів і за умов уведення кадмію сульфату в 3-, 6 - і 18-місячному віці. Встановлено якісний склад вільних амінокислот у крові, печінці, нирках, легенях, серці й селезінці інтактних щурів усіх вікових груп та за умов уведення кадмію сульфату, яких налічується 18: аланін, аргінін, аспарагінова кислота, валін, гістидин, гліцин, глутамінова кислота, ізолейцин, лейцин, лізин, метіонін, пролін, серин, тирозин, треонін, триптофан, фенілаланін, цистин.
Кількісний склад виявлених вільних амінокислот у крові, печінці, нирках, легенях, серці та селезінці інтактних щурів у віковому аспекті показав, що в крові та внутрішніх органах щурів 3-місячного віку загальний вміст вільних амінокислот є більшим порівняно з відповідними показниками у тварин 6 - і 18-місячного віку.
Встановлено перерозподіл вмісту вільних амінокислот в організмі отруєних щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку, які мають подібну спрямованість змін у всіх вікових групах, але найбільш виражені у щурів 3-місячного віку відносно інтактних тварин. Так, при введенні кадмію сульфату загальний вміст вільних амінокислот у печінці 3-місячних щурів збільшується на 16,6%, при цьому вміст аспарагінової і глутамінової кислот зменшується; у нирках - збільшується на 18,4%, а в легенях, серці та селезінці - зменшується на 16,1, 16,0, 15,5% відповідно; у крові - знижується на 17,7%, але концентрація ізолейцину, аспарагінової і глутамінової кислот вірогідно підвищується. Встановлені зміни вмісту вільних амінокислот є свідченням порушення їхнього метаболізму в організмі за умов дії кадмію сульфату.
Виявлено зміни концентрації показників азотного обміну у крові інтактних щурів різного віку та за умов уведення кадмію сульфату, які найбільш виражені у 3-місячних щурів: вірогідне підвищення концентрації сечовини, аміаку, креатиніну відповідно в 2,0, 2,1 і 2,5 раза та зниження концентрації загального білка на 17,3%, відносно щурів інтактної групи, що може бути наслідком посилення інтенсивності амонієгенезу та сечовиноутворення.
Встановлено вірогідне збільшення вмісту метаболітів вуглеводного обміну в печінці та крові щурів за умов уведення кадмію сульфату, в усіх вікових групах, що найбільш виражено у тварин 3-місячного віку, відносно цих показників у печінці та крові щурів інтактної групи, а саме вміст метаболітів гліколізу - пірувату і лактату в крові - в 1,8 і 1,3 раза, в печінці - в 2,4 і 1,5 раза відповідно, циклу трикарбонових кислот - малату, оксалоацетату і б-кетоглутарату у крові - в 1,4, 2,1 і 1,8 раза, в печінці - у 2,7, 2,3 і 2,8 раза відповідно, що вказує на функціональні та метаболічні зміни в організмі отруєних тварин.
Показано, що дослідження показників азотного і вуглеводного обміну в організмі тварин, з урахуванням віку, є необхідною передумовою для корекції змін в їх організмі за умов впливу важких металів.
Список литературы
Хімічні методи визначення важких металів у біологічних зразках: Методичні рекомендації для лікарів хіміко-токсикологічних відділів державних лабораторій ветеринарної медицини України, слухачів факультетів підвищення кваліфікації та студентів факультетів ветеринарної медицини, якості та безпеки продукції АПК / Мельничук Д.О., Мельникова Н.М., Вовкотруб М.П., Калінін І.В., Шепельова І.А. та ін. - К.: НАУ, 2004. - 74 с.
Мельникова Н.М., Шепельова І.А., Деркач Є.А. Вікові особливості вмісту вільних амінокислот у крові щурів, отруєних солями кадмію // Вісник Дніпропетровського Державного аграрного університету: зб. наук. пр. - Д.: ДДАУ, 2005. - № 2. - С.55 - 57. (Дисертантом проведено планування експерименту, поставлено дослід, проведено відбір проб та визначення концентрації вільних амінокислот у крові щурів різного віку, аналіз одержаних результатів, написання статті).
Мельникова Н.М., Шепельова І.А. Амінокислотний склад крові щурів за умов токсикування сульфатом кадмію // “Ветеринарна медицина 2005”: Сучасний стан та актуальні проблеми забезпечення ветеринарного благополуччя тваринництва: Міжнар. наук.-практ. конференція присвячена до 90-річчя від дня народження академіка Івана Микитовича Гладенька: 85-й випуск міжвідомчого тематичного наукового збірника “Ветеринарна медицина”. АР Крим, м. Ялта, 30 травня - 4 червня 2005 р. - Харків, 2005. - Т.1. - С.773 - 776. (Дисертантом проведено планування та постановка експерименту, відбір біологічних зразків, визначення амінокислот у крові щурів 6-місячного віку, статистична обробка та аналіз одержаних результатів, написання статті).
Шепельова І.А., Деркач Є.А., Мельникова Н.М. Вплив кадмію на вміст вільних амінокислот та активність трансаміназ у крові щурів різного віку // Науковий вісник Львівської національної академії ветеринарної медицини імені С.З. Гжицького. - Львів, 2006. - Т.8, № 2 (29), Ч.2. - C.188 - 191. (Дисертантом проведені експериментальні дослідження, здійснено відбір проб, визначення концентрації вільних амінокислот у крові щурів, аналіз і узагальнення результатів, участь у написанні статті).
Шепельова І.А., Деркач Є.А., Мельникова Н.М. Амінокислотний склад крові та показники азотового обміну у щурів, отруєних кадмію сульфатом // Современные проблемы токсикологии. - 2006. - № 4. - С.35 - 37. (Дисертантом проведені експериментальні дослідження, здійснено відбір проб, визначення концентрації вільних амінокислот і показників азотового обміну у крові щурів 6-місячного віку, аналіз і узагальнення результатів, участь у написанні статті).
Мельникова Н.М., Шепелева И.А., Деркач Е.А. Содержание свободных аминокислот в печени крыс отравленных кадмия сульфатом // Актуальные проблемы ветеринарной патологии и морфологии животных: Междунар. научно-производ. конф., посвященная 100-летию со дня рождения профессора Авророва А. А.: Матер. конф. - Воронеж, 2006. - С.727 - 730. (Дисертантом проведено планування експерименту, поставлено дослід, проведено відбір проб і визначення концентрації вільних амінокислот у печінці щурів, аналіз одержаних результатів, написання статті).
Шепельова І.А., Деркач Є.А., Мельникова Н.М. Вплив кадмію сульфату на вуглеводний обмін в організмі щурів різного віку // Укр. біохім. журн. - 2007. - Т.79, № 2. - С.92 - 96. (Дисертантом проведено експериментальні дослідження, здійснено відбір проб, визначення концентрації метаболітів гліколізу і циклу трикарбонових кислот у крові щурів різного віку, статистична обробка та аналіз одержаних результатів, написання статті).
Патент на корисну модель 26310 Україна, G01N 33/48 Спосіб моделювання кадмієвої інтоксикації. Патент на корисну модель 26310 Україна, G01N 33/48 Мельничук Д.О., Мельникова Н.М., Деркач Є.А., Шепельова І.А. (Україна). - № u 2007 05711; Заявл.23.05. 2007; Опубл.10.09. 2007, Бюл. № 14. - 4 с.
Мельникова Н.М., Шепельова І.А., Деркач Є.А. Вміст вільних амінокислот у крові щурів отруєних кадмію сульфатом на різних етапах онтогенезу // ІІІ Міжнар. конгрес спеціалістів ветеринарної медицини: Тези доп. Київ, 4 - 7 жовтня 2005 р. - К.: НАУ, 2005. - С.136 - 137.
Шепельова І.А., Мельникова Н.М., Деркач Є.А. Амінокислотний склад крові щурів в онтогенезі // Молодь і поступ біології: ІІ Міжнар. наук. конф. студентів та аспірантів. Львів, 21 - 24 березня 2006 р. - Львів, 2006. - С.75 - 76.
Мельникова Н.М., Шепельова І.А., Деркач Є.А. Вплив кадмію сульфату на вміст метаболітів трикарбонового циклу в печінці отруєних щурів // Конференція професорсько-викладацького складу, наукових співробітників і аспірантів навчально-наукового інституту ветеринарної медицини та якості і безпеки продукції тваринництва: Тези доп. Київ, 5 - 6 квітня 2006 р. - К.: НАУ, 2006. - С.75 - 76.
Шепельова І.А., Деркач Є.А. Вікові особливості вмісту аспарагінової та глутамінової кислот в печінці щурів отруєних сульфатом кадмію // IX Український біохімічний з?їзд: Матер. з?їзду. Харків, 24 - 27 жовтня 2006 р. - Х., 2006. - Т.2. - С.235.
Шепельова І.А., Деркач Є.А., Мельникова Н.М. Вміст метаболітів гліколізу та циклу трикарбонових кислот у крові щурів 3-місячного віку за умов отруєння кадмієм // Аграрна наука - виробництву: V державна науково-практична конференція. Біла Церква, 23 - 25 листопада 2006 р. - Біла Церква, 2006. - Ч.1. - С.35.
Шепельова І.А., Мельникова Н.М., Деркач Є.А. Концентрація вільних амінокислот у селезінці щурів різного віку при отруєнні кадмієм // Конференція науково-педагогіних працівників, наукових співробітників та аспірантів навчально-наукового інституту ветеринарної медицини та якості і безпеки продукції тваринництва: Тези доп. Київ, 16 - 17 березня 2007 р. - К.: НАУ, 2007. - С.136 - 137.
Шепельова І.А., Мельникова Н.М. Вміст вільних амінокислот у нирках щурів різного віку // Молодь та поступ біології: ІІІ Міжнар. наук. конф. студентів і аспірантів. Львів, 23 - 27 квітня 2007 р. - Львів, 2007. - С.102 - 103.
Шепельова І.А., Мельникова Н.М., Деркач Є.А. Вікові особливості вмісту вільних амінокислот у серці щурів, отруєних кадмієм // Біологія: від молекули до біосфери: ІІ Міжнар. конф. Харків,19 - 21 листопада 2007 р. - Х.: Планета-Принт, 2007. - С.59 - 60.
Шепельова І.А. Вплив кадмію на показники азотного і вуглеводного обміну в організмі щурів різного віку. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.04 - біохімія. - Національний аграрний університет, Київ, 2008.
У дисертації наведено результати досліджень впливу кадмію сульфату на якісний та кількісний склад вільних амінокислот у крові, печінці, нирках, легенях, серці і селезінці; концентрацію в крові показників азотного обміну - аміаку, креатиніну, сечовини та загального білка; вміст у печінці і крові метаболітів гліколізу - пірувату, лактату, циклу трикарбонових кислот - малату, оксалоацетату та б-кетоглутарату в щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку. Встановлено, що отруєння кадмію сульфатом призводить до збільшення загального вмісту вільних амінокислот у печінці та нирках і зниження - у крові, серці, селезінці та легенях щурів усіх вікових груп. Найбільш виражені зміни метаболічного пулу вільних амінокислот у крові та внутрішніх органах відмічено в щурів 3-місячного віку. Отруєння кадмієм призводить до зміни показників у крові щурів усіх вікових груп, що характеризують стан азотного обміну - аміак, креатинін, сечовина, загальний білок. У крові отруєних щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку виявлено зниження концентрації загального білка на фоні вірогідного підвищення концентрації аміаку, сечовини та креатиніну. Показано, що під впливом кадмію сульфату в крові та печінці отруєних щурів усіх вікових груп відбувається порушення вуглеводного обміну, що проявляється змінами вмісту метаболітів гліколізу та циклу трикарбонових кислот. Встановлено, що при отруєнні кадмію сульфатом ступінь змін біохімічних показників визначається, насамперед, віком і найбільшою мірою проявляється в організмі щурів 3-місячного віку.
Результати проведених досліджень можуть бути використані для розробки нових комплексних методів діагностики, профілактики і корекції патологічних змін за умов кадмієвої інтоксикації, з урахуванням вікового аспекту, з метою послаблення токсичної дії кадмію на організм людини та тварин на територіях з високим рівнем забруднення важкими металами. Одержані результати досліджень можуть бути використані в навчальному процесі в закладах біологічного, медичного та ветеринарного профілю, а також у науковій і практичній роботі для науково обґрунтуваної корекції азотного і вуглеводного обміну в організмі тварин за умов впливу важких металів.
Шепелева И.А. Влияние кадмия на показатели азотного и углеводного обмена в организме крыс разного возраста. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.04 - биохимия. - Национальный аграрный университет, Киев, 2008.
В диссертации изложены результаты исследований влияния кадмия сульфата на качественный и количественный состав свободных аминокислот в крови, печени, почках, легких, сердце и селезенке, концентрацию показателей азотного обмена - аммиака, креатинина, мочевины и общего белка в крови; содержание метаболитов гликолиза - пирувата, лактата, цикла трикарбоновых кислот - малата, оксалоацетата, б-кетоглутарата в печени и крови крыс 3-, 6 - и 18-месячного возраста.
Показано, что качественный состав свободных аминокислот в крови и внутренних органах интактных крыс всех возрастных групп и при отравлении кадмия сульфатом насчитывает 18 аминокислот: аланин, аргинин, аспарагиновая кислота, валин, гистидин, глицин, глутаминовая кислота, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, пролин, серин, тирозин, треонин, триптофан, фенилаланин и цистин. Отмечено перераспределение содержания свободных аминокислот в организме отравленных крыс 3-, 6 - и 18-месячного возраста, характеризующееся однонаправлеными изменениями во всех возрастных группах, наиболее выраженными у крыс 3-месячного возраста, относительно соответствующих показателей у интактных крыс. Так, при введении кадмия общее содержание свободных аминокислот в печени 3-месячных крыс повышается на 16,6%, при этом содержание аспарагиновой и глутаминовой кислот уменьшается; в почках - повышается на 18,4%, а в легких, серце и селезенке - снижается на 16,1, 16,0, 15,5% соответственно; в крови - снижается на 17,7%, однако концентрация изолейцина, аспарагиновой и глутаминовой кислот - достоверно повышается. Указанные изменения содержания свободных аминокислот свидетельствуют о нарушении их метаболизма в организме отравленных животных.
Отравление кадмием приводит к изменению показателей, которые характеризируют состояние азотного обмена (аммиак, креатинин, мочевина, общий белок) в крови крыс всех возрастных групп. Изменения наиболее выражены в организме молодых животных: достоверно повышается концентрация мочевины, аммиака, креатинина в 2,0, 2,1 и 2,5 раза соответственно и снижается концентрация общего белка на 17,3%, относительно этих показателей в крови крыс интактной группы, что может быть следствием усиленного аммониегенеза и мочевинообразования.
Показано, что под влиянием кадмия сульфата в крови и печени отравленных крыс всех возрастных групп происходит нарушение углеводного обмена, что проявляется повышением содержания метаболитов гликолиза и цикла трикарбонових кислот.
Установлено, что при введении кадмия сульфата степень изменений биохимических показателей определяется, прежде всего, возрастом и в наибольшей мере проявляется в организме 3-месячных крыс.
Показано, что исследование показателей азотного и углеводного обмена в организме с возрастом является необходимым условием для коррекции изменений при отравлении тяжелыми металлами.
Таким образом, результаты проведенных исследований могут быть использованы для разработки новых комплексних методов диагностики, профилактики и коррекции патологических изменений при кадмиевой интоксикации с учетом возрастного аспекта, с целью уменьшения токсического действия кадмия на организм людей и животных на территориях с высоким уровнем загрязнения тяжелыми металлами. Полученные результаты исследований могут быть использованы в учебном процессе в заведениях биологического, медицинского и ветеринарного профиля, а также в научной и практической работе для научно обоснованной коррекции азотного и углеводного обмена в организме животных при действии тяжелых металлов.
Shepelova I. A. Cadmium influence on the indices of nitrogen and carbohydrate metabolism in rats organism of different ages. - Manuscript.
The dissertation is submitted for the competition of scientific of candidate of biological science on speciality 03.00.04 - biochemistry. - National Agriculture University of Ukraine, Kiev, 2008.
The dissertation presents the results of the investigation of cadmium sulfate influence on the qualitative and quantitative composition of free amino-acids in blood, liver, kidneys, lungs, heart and spleen, the concentration of the indices of nitrogen metabolism (ammonia, creatinine, urea and total protein in the blood), the content of glycolysis metabolites (piruvate, lactate), the cycle of tricarboxylic acids (malate, oxaloacetate and б-ketoglutarate) in the liver and blood of the rats of 3-, 6 - and 18 months age.
It has been found that cadmium sulfate intoxication results both in the increase of total content of free amino-acids in the liver and kidneys, as well as in their decrease in the blood, heart, spleen and lungs of the intoxicated rats of all age groups. The most expressed changes in metabolic pool of free amino-acids of the blood and organs have been established in the rats of three months age. Cadmium intoxication caused the changes in the blood indices of rats of all age groups which characterizes the state of nitrogen metabolism (ammonium, creatinine, urea, total protein). In the blood of the intoxicated rats of 3-, 6 - and 18 months age there has been revealed the decrease in the concentration of total protein on the background of the authentic increase in the concentration of ammonia, urea and creatinine. It has been shown that under influence of cadmium sulfate in the blood and liver of the intoxicated rats of all age groups the breach of carbohydrate metabolism is observed which is characterized by the changes in the content of glycolysis metabolites and the cycle of tricarboxylic acids. It has been found that in case of cadmium sulfate intoxication, the level of the changes in biochemical indices is defined, first of all, by the age of animals and is observed mostly in rats of 3-months age.
The results of the investigation may be used for the developing new complex methods in diagnostics, precautions and corrections in pathologic changes under conditions of cadmium intoxication, considering animals age in order to decrease cadmium toxic effect on human and animal organisms on the territories with a high level of pollution by heavy metals. The results obtained may be applied in pedagogical process in the establishments of biological, medical and veterinary fields as well as in scientific and practical research for a scientifically argumented correction of nitrogen and carbohydrate metabolism in the organism of animals which have been intoxicated by heavy metals.
