Зміни мікроелементного складу статевих залоз самців щурів під впливом кадмієвої інтоксикації та коректорів за даними поліелементного аналізу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дніпровський державний медичний університет, м. Дніпро

Кафедра анатомії людини, клінічної анатомії та оперативної хірургії

Зміни мікроелементного складу статевих залоз самців щурів під впливом кадмієвої інтоксикації та коректорів за даними поліелементного аналізу

Нефьодова Олена Олександрівна

доктор медичних наук, професор

завідувач кафедри

Грузд Владислава Володимирівна

викладач

Анотація

Недостатньо вивчено вплив солей кадмію на репродуктивну систему чоловіків, зокрема не визначено ступінь накопичення яєчком кадмію та не виявлені мікроелементні зсуви в паренхімі яєчка при довготривалому впливі солями кадмію. Також актуальним аспектом новітніх наукових розробок є пошук нових біоантогоністів сполукам важких металів. Результати експерименту показали, що ізольоване внутрішньошлункове щоденне введення щурам розчину кадмію хлориду у дозі 2,0 мг/кг призводить до накопичення кадмію в яєчках дослідних тварин в порівнянні до контролю. В експерименті найвищий цей показник визначається на 30-ту добу експериментального введення і дорівнює 0,2995±0,0722 мкг/г кадмію. В групах комбінованого введення аналогічної дози кадмію з сукцинатами цинку або заліза визначалась тенденція до зниження рівню накопичення кадмію статевою залозою у порівнянні до групи ізольованого впливу. При цьому дана різниця зменшення вмісту кадмію в зразках була достовірною (р<0,05), тобто комбіноване введення сукцинатів цинку або заліза з хлоридом кадмію знижує рівень накопичення кадмію статевою залозою експериментальних тварин. Сукцинат цинку та сукцинат заліза виражають біоантагоністичні властивості, щодо накопичення кадмію в яєчках тварин при їх комбінованому введенні в зазначених дозах в експерименті на щурах. Аналіз накопичення цинку у зразках статевої залози показав, що при ізольованому введенні хлориду кадмію рівень цинку підвищувався на 14-ту та 20-ту добу, а на 30-ту добу знижувався в порівнянні до контролю і дана різниця була достовірною (р<0,05). В групах комбінованого введення хлориду кадмію з сукцинатами металів, рівень цинку зростав у порівнянні до групи ізольованого введення кадмію: в комбінації з сукцинатом заліза до 116,3±9,8 мкг/г, а в групі комбінованого введення з цинком до 120,4±10,6 мкг/г. Найвищий рівень цинку визначався в групі комбінованого введення кадмію з сукцинатом заліза. Рівень накопичення заліза в тканинах яєчка щурів в групі ізольованого впливу кадмію хлориду підвищувався на 14-ту добу експерименту, на 20-ту добу різко знижувався, а на 30-тій добі знову підвищувався до максимальних значень - 101,2±6,9 мкг/г. В групі комбінованого введення кадмію хлориду з сукцинатом заліза рівень накопичення заліза зростав на всіх трьох термінах дослідження. Комбіноване хронічне введення сукцинату цинку з кадмієм з 20-тої доби підвищує і утримує високий рівень заліза в зразках.

Ключові слова: кадмієва інтоксикація, сукцинат заліза, сукцинат цинка, статеві залози, атомна емісія.

Nefodova Olena Oleksandrivna Doctor of Medical Sciences, Professor, Head of the Department of Human Anatomy, Clinical Anatomy and Operative Surgery, Dnipro State Medical University, Dnipro

Gruzd Vladyslava Volodymyrivna Assistant of the Department of Human Anatomy, Clinical Anatomy and Operative Surgery, Dnipro State Medical University, Dnipro

Changes in the microelement composition of the genida glands of male rats under the influence of cadmium intoxication and correctors according to the data of polyelement analysis

Abstract

The effect of cadmium salts on the male reproductive system has not been sufficiently studied, in particular, the degree of accumulation of cadmium in the testis has not been determined, and trace element shifts in the testicular parenchyma have not been detected during long-term exposure to cadmium salts. The search for new bioantagonists of heavy metal compounds is also a relevant aspect of the latest scientific developments. The results of the experiment showed that isolated intragastric daily administration of cadmium chloride solution to rats at a dose of 2.0 mg/kg leads to the accumulation of cadmium in the testicles of experimental animals compared to controls. In the experiment, the highest indicator is determined on the 30th day of experimental administration and is equal to 0.2995±0.0722 ^g/g of cadmium. In groups of combined administration of a similar dose of cadmium with zinc or iron succinates, a tendency to decrease the level of cadmium accumulation by the gonad was determined in comparison to the group of isolated exposure. At the same time, this difference in the reduction of cadmium content in the samples was significant (р<0.05), that is, the combined administration of zinc or iron succinates with cadmium chloride reduces the level of cadmium accumulation in the gonads of experimental animals. Zinc succinate and iron succinate express bioantagonistic properties in relation to the accumulation of cadmium in the testicles of animals when they are combined in the indicated doses in an experiment on rats. The analysis of zinc accumulation in gonad samples showed that with the isolated introduction of cadmium chloride, the zinc level increased on the 14th and 20th days, and on the 30th day it decreased compared to the control, and this difference was significant (р<0.05 ). In the groups of combined administration of cadmium chloride with metal succinates, the level of zinc increased compared to the group of isolated administration of cadmium: in combination with iron succinate up to 116.3±9.8 pg/g, and in the group of combined administration with zinc up to 120.4± 10.6 pg/g. The highest level of zinc was determined in the group of combined administration of cadmium with iron succinate. The level of iron accumulation in testicular tissues of rats in the group of isolated exposure to cadmium chloride increased on the 14th day of the experiment, sharply decreased on the 20th day, and increased again to the maximum values on the 30th day - 101.2±6.9 pg/ Mr. In the group of combined administration of cadmium chloride with iron succinate, the level of iron accumulation increased at all three periods of the study. The combined chronic administration of zinc succinate with cadmium from the 20th day increases and maintains a high level of iron in the samples.

Keywords: cadmium intoxication, iron succinate, zinc succinate, gonads, atomic emission.

Постановка проблеми

токсичний накопичення кадмій залізо

Проблема екзогенних інтоксикацій особливої актуальності набула останніми роками, коли в цивілізованих країнах склалася «токсична ситуація» - накопичення в навколишньому середовищі великої кількості хімічних речовин, що застосовуються для виробничих, побутових, медичних та інших цілей. Серед найбільш небезпечних техногенних токсикантів пріоритетне положення займають важкі метали [1, 2]. У більшості випадків важкі метали як токсиканти представляють велику загрозу для дисбалансу різноманітних фізіологічних процесів на макро-, мікро- та ультраструктурних рівнях. За сучасними уявленнями, токсична реакція розвивається внаслідок взаємодії токсикантів з організмом на молекулярному рівні, що приводить до розвитку токсичного процесу. Основою механізму токсичної дії можуть слугувати як фізико-хімічні, так і хімічні реакції взаємодії токсикантів з біологічним субстратом. Токсичний процес, ініційований фізико-хімічними ефектами, як правило, обумовлений розчиненням токсикантів в певних компартментах клітини, тканинах, організмах. При цьому істотно змінюються їх фізико-хімічні властивості [3, 4].

Аналіз останніх досліджень і публікацій

Автори численних публікацій у світовій літературі зазначають, що негативний вплив солей важких металів на організм характеризується розвитком мікроелементозу: підвищуються концентрації токсичних мікроелементів (миш'яку, кадмію, ртуті, свинцю) нарівні зі значним зниженням рівня тих, які забезпечують життєво важливі процеси в організмі (міді, марганцю, селену, цинку, заліза), що індукує цілий ряд патологічних процесів [5, 6]. Так, інтоксикація організму сполуками важких металів ініціює, насамперед, ослаблення імунної відповіді. Вважається, що імуносупресорна активність зазначених полютантів опосередковується порушенням функції В-лімфоцитів і продукцією антитіл, пригніченням секреції інтерлейкінів та інтерферону, дисбалансом процесів клітинної біоенергетики, інактивацією білків системи комплементу, трансформацією молекулярної структури мембранних рецепторів та антигенів, лімфоцитів і фагоцитів, мутацією генів імунокомпетентних клітин [7, 8].

Також вважається, що надлишок солей важких металів в організмі спонукає зростання схильності до розвитку запальних процесів. Зокрема, в регіонах, де спостерігається значне забруднення довкілля, дисбаланс окисно-відновних систем організму, який посідає провідне місце в патогенезі запалення, викликає підвищення частоти вірусних, грибкових, бактеріальних, алергічних та автоімунних захворювань [9]. Непрямий механізм опосередковується розвитком Cd-індукованої ниркової недостатності, асоційованої з посиленням ренальної екскреції кальцію та фосфору, пригніченням продукції активних метаболітів вітаміну D, а також ослабленням абсорбції кальцію в травному каналі [10, 11].

Зважаючи на вищевикладене, роль як окремих важких металів, так і їх комбінацій в екологічно зумовлених захворюваннях молочної залози, кісткового мозку, нирок, органів травної, репродуктивної системи тощо є незаперечним і доведеним фактом [12, 13]. Загальновідомо, що токсичність кадмію стосується репродуктивної функції та морфогенезу статевих залоз. Проблема екологічної детермінованості здоров'я населення є однією з найактуальніших проблем сучасності. В нашій країні на сьогоднішній день, як і в інших країнах, спостерігаються виражені процеси депопуляції населення, основними причинами яких є зниження народжуваності та підвищення смертності, обумовлені як соціальними, так і екологічними факторами. При цьому вченими та практичними лікарями, як правило, аналізуються лише клінічні аспекти проблеми, тоді як її екологічним та морфологічним складовим приділяється недостатньо уваги.

Недостатньо вивчено вплив солей кадмію на репродуктивну систему чоловіків, зокрема не визначено ступінь накопичення яєчком кадмію та не виявлені мікроелементні зсуви в паренхімі яєчка при довготривалому впливі солями кадмію. Також актуальним аспектом новітніх наукових розробок є пошук нових біоантогоністів сполукам важких металів.

Мета статті

Провести аналіз мікроелементного складу статевих залоз експериментальних тварин за даними поліелементного аналізу.

Виклад основного матеріалу

Експериментальні дослідження проведені на білих статевозрілих щурах-самцях лінії Wistar (розплідник «Далі-2001» місто Київ, Україна). Утримання експериментальних тварин здійснювалося відповідно до санітарно-гігієнічних норм віварію Дніпровського державного медичного університету (ДДМУ), м. Дніпро: температурний режим повітря 22 ± 2 °C, вологість не менш 50%, світлий / темний цикл 12 / 12 годин, їжа та пиття ad libitum.

Тварини після транспортування та карантину (2 тижні) були здорові, активні, добре споживали їжу, не мали ушкоджень на шкіряних покривах та вухах. Під час утримання, експерименту та оперативного вилучення тварин з експерименту ми дотримувались усіх етичних норм поводження з лабораторними тваринами [14].

Моделювання впливу солями кадмію та розчинами сукцинатів металів, на організм самців і морфогенез яєчка у щурів проводили за наступним планом. Усі дослідні тварини були нами розділені на 4 групи: дослідна група № 1 (Д № 1) - щури, яким ізольовано вводили розчин хлориду кадмію в дозі 2,0 мг/кг; дослідна група № 2 (Д № 2) - щури, яким вводили розчин хлориду кадмію в дозі 2,0 мг/кг в комбінації з розчином сукцинату цинку в дозі 5 мг/кг; дослідна група №3 (Д № 3), яким вводили розчин хлориду кадмію в дозі 2,0 мг/кг в комбінації з розчином сукцинату заліза в дозі 10 мг/кг; та контрольна група № 7 (К № 4)- щури, яким вводили фізіологічний розчин.

Як при ізольованому впливі важких металів, так і при впливі в комбінації з сукцинатами цинку або заліза, обсяг введення не перевищував 0,5 мл, що не призводить до розтягування шлунку дослідного щура і не привносить побічного ефекту механічного впливу.

Визначення особливостей накопичення кадмію, свинцю в кістках щурів при ізольованому введенні та за умов корекції сукцинатами цинку та заліза проводили за допомогою поліелементного аналізу біологічних матеріалів, об'єктів методом атомної емісії з електродуговою атомізацією. Вище зазначені вимірювання проводилися в Державному підприємстві «Український науково-дослідний інститут медицини транспорту Міністерства охорони здоров'я України (м. Одеса) згідно договору про науково-творче співробітництво (2018р.). Атомно-емісійний аналіз із дуговою атомізацією дозволяє проводити якісний та кількісний елементний аналіз проб практично будь-якої природи. Суть атомно-емісійного методу аналізу полягає в наступному. Спеціально підготовлена проба міститься в лунку на одному з двох графітових електродів. Електрична дуга між електродами призводить до випаровування та атомізації проби, атоми, з яких складалася аналізована проба, під дією високої температури поглинають енергію та переходять у збуджений стан. У збудженому стані кожен атом знаходиться приблизно 1 мкс, після чого знову повертається до основного стану, виділяючи один або кілька квантів енергії (фотонів). Кожен хімічний елемент виділяє фотони з певною довжиною хвилі.

Спектрометр уловлює світло, що походить від вольтової дуги, і розкладає його за допомогою дифракційних ґрат. У цьому фотони з різними довжинами хвиль відокремлюються друг від друга. З'являється можливість виміряти, скільки випромінюється фотонів із довжиною хвилі, що відповідає кожному хімічному елементу. Як наслідок, можна зробити висновок про кількість того чи іншого хімічного елемента аналізованої проби.

Підготовка зразків і вимірювання вмісту металів в статевих залозах проводилася відповідно до ДСТУ 30823-2002. В якості розчинника використовувалася стандартна спектральна буферізуюча суміш по ДСТУ 30823-2002. Кількісне вимірювання вмісту металів в зразках проведено на атомно-емісійному спектрометрі Емас-200 CCD (повірений 30.11.2017, свідоцтво про повірку 4706-ФГ). Атомно-емісійний спектрометр ЕМАС-200 CCD є сучасним аналітичним приладом, управляється комп'ютером і всі необхідні розрахунки виробляє самостійно за мінімальної участі оператора. Кількісне визначення в аналізованих об'єктах проводилось на довжині хвилі: кадмію 228,802 нм, свинцю - 283,305 нм, цинку, - 213,856 нм, заліза - 238,204 нм.

В нашому експерименті було прийнято рішення щодо проведення аналізу накопичення кадмію, як маркера хронічної інтоксикації широко розповсюдженими екополютантами, а також цинку і заліза, як елементів, які володіють вираженими антагоністичними властивостями по відношенню до сполук кадмію та свинцю. Цинк та залізо входять до складу мікроелементних систем організму людини, баланс яких порушується в першу чергу в умовах інтоксикації важкими металами. Для аналізу накопичення ми використовували яєчка самців щурів всіх піддослідних груп на 15-й та 30-й добі експерименту. Статеві залози для визначення мікроелементного статусу не підлягали фіксації згідно вимог пробопідготовки, а відразу заморожувалась і вже в замороженому стані доставлялась до Українського науково-дослідного інституту медицини транспорту для подальших досліджень.

Для виконання поставлених завдань дослідження методом поліелементного аналізу визначався рівень накопичення яєчком щура кадмію, цинку та заліза на трьох зазначених термінах для порівняння з контрольною групою. Метою аналізу було виявлення можливих диселементозів при ізольованому впливі хлоридом кадмію та визначення потенційних біоантагоністичних властивостей сукцинатів цинку та заліза при комбінованому введенні з кадмієм.

Як показав аналіз та порівняння отриманих даних, вже на 14-ту добу експерименту щоденного внутрішньошлункового введення дослідних речовин, рівень кадмію в паренхімі яєчка групи ізольованого введення кадмію достовірно зростав (р<0,001) у 1,9 разів (рис.1), тобто, паренхіма статевої залози щура досить активно накопичує в собі кадмій. А в групах комбінованого введення кадмію з сукцинатами металів аналіз і порівняння вже на 14-ту добу продемонстрували зниження рівню накопичення кадмію яєчком дослідних тварин (рис. 2).

Незважаючи на той факт, що всі тварини окрім контрольної групи отримували щоденно одну і ту саму дозу кадмію, рівень накопичення кадмію в яєчках в групах комбінованого введення мав тенденцію до зниження. Показник в групі комбінації кадмію з залізом був достовірно вищий за контроль (р<0,001), але достовірно нижчий (р<0,05) за показник кадмію в групі ізольованого введення. Така ж тенденція визначалась і у групі комбінованого введення кадмію з сукцинатом цинку.

На 20-ту добу експерименту спостерігався підйом рівня кадмію в зразках контрольної групі, хоча різниця не була достовірною. В групі ізольованого введення хлориду кадмію зберігалась тенденція до накопичення паренхімою яєчка цього мікроелемента і показник був самим високим - 0,1656±,00446 мкг/г (рис.1). Рівень цього мікроелемента у 2,4 рази перевищував контрольний показник, що свідчить про затримку кадмію паренхімою статевої залози.

Відповідно в групах комбінованого введення рівень кадмію в статевій залозі був вищим за контрольні показники, але нижчим ніж в групі ізольованого впливу кадмієм. При впливі кадмієм з сукцинатом заліза показник був на 19% нижче групи ізольованого впливу, а в групі комбінації кадмію з сукцинатом цинку на 32,3%. Такі показники вже складались у виражену тенденцію: комбіноване введення сукцинатів цинку або заліза з хлоридом кадмію знижує рівень накопичення кадмію статевою залозою експериментальних тварин. Більш активно знижує рівень кадмію у паренхімі яєчка сукцинат цинку в порівнянні до сукцинату заліза. Проте обидва розчини виражають біоантагоністичні властивості, щодо накопичення кадмію в яєчках щура при їх комбінованому введенні в зазначених дозах в експерименті на щурах.

Наприкінці експерименту, тобто на 30-ту добу введення досліджуваних речовин нами отримані наступні результати з накопичення паренхімою яєчка кадмію в усіх групах (рис. 1).

Рис. 1. Накопичення кадмію (мкг/г) в яєчках щурів в піддослідних групах на всіх термінах експерименту

Рівень кадмію в зразках контрольної групи продовжував недостовірно зростати, ми пояснюємо такий факт тим, що сам експеримент проводився в кадмійнавантаженому промисловому регіоні. Разом з тим зростав і показник накопичення кадмію в групі ізольованого впливу кадмієм. Яєчко на 30-ту добу експериментального введення містило 0,2995±0,0722 мкг/г кадмію, цей показник в нашому експерименті був найвищий. В групах комбінованого введення зберігалась тенденція до зниження рівню затримки кадмію статевою залозою у порівнянні до групи ізольованого впливу. При цьому дана різниця зменшення вмісту кадмію в зразках була достовірною (р<0,05), тобто комбіноване введення сукцинатів цинку або заліза з хлоридом кадмію знижувало рівень накопичення кадмію.

Для виконання поставленої мети дослідження, нами також визначався рівень накопичення цинку в яєчках щурів та динаміка змін цих показників впродовж 30-ти діб хронічного експерименту. Цинк відіграє значну роль у біохімічних та фізіологічних процесах організму, проявляючи імуномоделюючу, протизапальну, гемопоетичну, антимікробну, сперматогенну та антиоксидантну функції. Оскільки цинк має важливе значення для росту і диференціації клітин, він відіграє важливу роль в період статевого розвитку, а нестача цинку в період статевого дозрівання призводить до уповільнення росту і розвитку вторинних статевих ознак. Тому показник рівня цинку може слугувати маркером нормального фізіологічного функціонування статевої залози.

Як показало порівняння отриманих даних поліелементного аналізу, в контролі на 14-ту добу експерименту статева залоза самців щура містила 40,70±3,7 мкг/г цинку, а в групі ізольованого введення хлориду кадмію даний показник достовірно (р<0,001) зростав у 1,9 разів і становив 77,9±8,3 мкг/г (рис. 2).

Рис. 2. Накопичення цинку (мкг/г) в яєчках щурів в піддослідних групах на всіх термінах експерименту

При цьому найвищий рівень цинку виявився в зразках групи комбінованого впливу хлориду кадмію з сукцинатом заліза - 152,9±9,90мкг/г. Такі показники стали неочікуваними, тому що накопичення цинку перевищувало не лише контрольні показники, але і дані групи ізольованого введення кадмію.

Показник рівню утримання цинку статевою залозою щурів в групі комбінованого введення кадмію з сукцинатом цинку не мав достовірної різниці з показником групи ізольованого впливу кадмієм, але вдвічі перевищував контрольні показники (рис. 1).

На 20-ту добу експерименту визначалась наступна динаміка змін накопичення цинку в зразках яєчка експериментальних тварин (рис. 2).

Показник рівню цинку в контрольній групі не мав достовірної різниці з таким 14-тої доби. Подальше ізольоване введення хлориду кадмію призводило до підвищення показника кількості цинку (59,0±4,8 мкг/г), але порівняння з показниками за 14-ту добу визначає тенденцію до зниження цього мікроелемента в паренхімі яєчка щурів. Найвищий рівень цинку знову визначався нами в групі комбінованого введення хлориду кадмію з сукцинатом заліза, який становив 139,8 ±10,3 мкг/г. В порівнянні до 14-тої доби даний показник також знижувався, хоча і без достовірної різниці. В групі комбінованого введення кадмію з сукцинатом цинку показник накопичення цинку очікувано зростав (100,3±8,6 мкг/г), бо цинк щоденно потрапляв в організм дослідних тварин по плану експерименту. Таким чином, на 20-ту добу експерименту показники рівня цинку в зразках мали тенденцію до зниження у групах: ізольоване введення хлориду кадмію та комбіноване введення хлориду кадмію з сукцинатом заліза. А в групі комбінованого введення кадмію з сукцинатом цинку накопичення цинку очікувано зростало.

На 30-ту добу дослідження, тобто наприкінці експерименту, нами отримані наступні дані (рис.2). Рівень цинку в контрольній групі зростав і становив 54,6±4,9 мкг/г, а при ізольованому введенні на цьому терміні знижувався в порівнянні до контролю (34,4±2,9 мкг/г) і дана різниця була достовірною (р<0,05). Тобто, в групі ізольованого впливу кадмієм рівень накопичення паренхімою яєчка цинку підвищувався на 14-ту та 20-ту добу, а на 30-ту добу експерименту знижувався. На 30-ту добу проведення експерименту в групах комбінованого введення кадмію з сукцинатами металів, рівень цинку в паренхімі яєчка зростав у порівнянні до групи ізольованого введення. При комбінації з сукцинатом заліза до 116,3±9,8 мкг/г, а в групі комбінованого введення з цинком до 120,4±10,6 мкг/г.

Якщо визначати основний напрямок змін мікроелементного складу по рівню накопичення цинку впродовж всього експерименту, то виявляються наступні тенденції. Рівень цинку в яєчку щурів контрольної групи зростав з 14-тої доби до 30 доби. Рівень цинку в групі ізольованого введення мав найвищий показник на 14-ту добу, а потім знижувався нижче контрольних показників. Зниження рівню цинку визначалось і в групі комбінованого введення кадмію з сукцинатом заліза, а в групі комбінації кадмію з цинком показник демонстрував тенденцію до збільшення, що було очікуваним.

Загальновідомо, що кадмій є антагоністом кобальту та селену, інгібуючи активність ферментів, що містять ці елементи, а також має здатність порушувати обмін заліза та кальцію. Але даних про вплив кадмію на рівень накопичення заліза в тканинах та органах при ізольованому впливі кадмієм або в комбінації з іншими мікроелементів вкрай недостатньо. Тому одним з завдань дослідження нами було обрано саме виявлення можливих зсувів рівню мікроелементів (диселементозів) саме рівню заліза в зразках статевих залоз самців щура в хронічному експерименті (рис.1).

Рівень заліза в зразках статевої залози в контролі на 14-ту добу експерименту становив 32,2±1,73 мкг/г. А ізольоване хронічне введення хлориду кадмію призводить до підвищення кількості заліза в 2,7 рази - 87,8±4,3мкг/г. Така різниця мала високу достовірність - р<0,001. Кількість заліза в зразках групи комбінованого введення кадмію з сукцинатом заліза була досить висока - 60,8±4,90 мкг/г, що було очікуваним, бо тварини приймали щодня залізо, але рівень накопичення все ж був нижчим за показник групи ізольованого впливу кадмієм (рис.2). А в групі комбінації кадмію з сукцинатом цинку показник рівня заліза не лише не збільшувався, а й був нижчим за контроль - 27,4±1,7 мкг/г. Таким чином, на 14-ту добу експерименту, найвищий рівень накопичення заліза паренхімою яєчка щурів визначався в групі ізольованого введення хлориду кадмію.

На 20-ту добу експерименту показники накопичення заліза мали наступні тенденції (рис.3.8). Досить неочікувано в зразках групи ізольованого введення хлориду кадмію рівень заліза зменшується у 3 рази і становить 28,8±1,8 мкг/г, що достовірно (р<0,05) нижче навіть контрольних показників на цей термін дослідження - 41,7±3,9 мкг/г (рис.1).

В групах комбінованого введення рівень кількості заліза в яєчках щура продовжує збільшуватись у порівнянні до 14-тої доби експерименту. При цьому рівень збільшення заліза в зразках статевих залоз щурів в групі комбінованого введення кадмію з сукцинатом заліза легко пояснити додатковим надходженням цього мікроелементу згідно умов дослідження. А в групі комбінації кадмію з сукцинатом цинку високий рівень заліза в яєчках щурів залишається неочікуваним фактом.

Наприкінці експерименту, тобто на 30-ту добу введення досліджуваних речовин рівень накопичення заліза в зразках всіх груп знову змінюється (рис.1). Ізольований вплив кадмію хлориду у 2,7 разів перевищує контрольні показники і в 3,5 перевищує показник своєї групи на 20-ту добу дослідження. Тобто, в даній групі рівень заліза підвищувався на 14-ту добу експерименту, на 20-ту добу різко знижувався, а на 30-тій добі знову підвищувався до максимальних значень - 101,2±6,9 мкг/г.

В групі комбінованого впливу кадмію з сукцинатом заліза зберігалась тенденція до збільшення рівню заліза в яєчках, що пояснюється продовженням потрапляння заліза в організм експериментальних тварин. А в групі комбінації кадмію з цинком рівень заліза становив 107,4±14,6 мкг/г і цей показник не мав достовірної різниці з показником рівня заліза в групі ізольованого введення хлориду кадмію на даному терміні - 101,2±6,9мкг/г.

Таким чином, аналіз отриманих даних з накопичення паренхімою яєчка кадмію, цинку, заліза продемонстрував наявність диселементозів по цим мікроелементам та зсуви показників у порівнянні до контролю на всіх трьох термінах дослідження.

Висновки

Ізольоване внутрішньошлункове щоденне введення щурам розчину кадмію хлориду у дозі 2,0 мг/кг призводить до накопичення кадмію в яєчках дослідних тварин в порівнянні до контролю. В експерименті найвищий цей показник визначається на 30-ту добу експериментального введення і дорівнює 0,2995±0,0722 мкг/г кадмію.

В групах комбінованого введення аналогічної дози кадмію з сукцинатами цинку або заліза визначалась тенденція до зниження рівню накопичення кадмію статевою залозою у порівнянні до групи ізольованого впливу. При цьому дана різниця зменшення вмісту кадмію в зразках була достовірною (р<0,05), тобто комбіноване введення сукцинатів цинку або заліза з хлоридом кадмію знижує рівень накопичення кадмію статевою залозою експериментальних тварин. Сукцинат цинку та сукцинат заліза виражають біоантагоністичні властивості, щодо накопичення кадмію в яєчках тварин при їх комбінованому введенні в зазначених дозах в експерименті на щурах.

Аналіз накопичення цинку у зразках статевої залози показав, що при ізольованому введенні хлориду кадмію рівень цинку підвищувався на 14-ту та 20-ту добу, а на 30-ту добу знижувався в порівнянні до контролю і дана різниця була достовірною (р<0,05).

В групах комбінованого введення хлориду кадмію з сукцинатами металів, рівень цинку зростав у порівнянні до групи ізольованого введення кадмію: в комбінації з сукцинатом заліза до 116,3±9,8 мкг/г, а в групі комбінованого введення з цинком до 120,4±10,6 мкг/г. Найвищий рівень цинку визначався в групі комбінованого введення кадмію з сукцинатом заліза.

Рівень накопичення заліза в тканинах яєчка щурів в групі ізольованого впливу кадмію хлориду підвищувався на 14-ту добу експерименту, на 20-ту добу різко знижувався, а на 30-тій добі знову підвищувався до максимальних значень - 101,2±6,9 мкг/г.

В групі комбінованого введення кадмію хлориду з сукцинатом заліза рівень накопичення заліза зростав на всіх трьох термінах дослідження.

Комбіноване хронічне введення сукцинату цинку з кадмієм з 20-тої доби підвищує і утримує високий рівень заліза в зразках.

Література

1. U.S. Environmental Protection Agency: Chemicals and Toxics Topics. - US EPA, 2021. - [Електронний ресурс]. - Режим доступу: https://www.epa.gov/environmental-topics/chemicals-and-toxics-topics.

2. Lin Q, Xu S. Co-transport of heavy metals in layered saturated soil: Characteristics and simulation. Environ Pollut. 2020;261:114072. doi: 10.1016/j.envpol.2020.114072.

3. Романюк А.М., Сікора В.В., Линдіна Ю.М., Линдін М.С. Поширеність важких металів у навколишньому середовищі та їх роль у життєдіяльності організму (огляд літератури). Буковинський медичний вісник. - 2017. - Т. 21, № 2 (82) ч. 1. - С. 163-168.

4. Janaydeh M., Ismail A., Zulkifli S.Z., Omar H. Toxic heavy metal (Pb and Cd) content in tobacco cigarette brands in Selangor state, Peninsular Malaysia. Environ Monit Assess. 2019; 191(10):637. doi: 10.1007/s10661-019-7755-y.

5. Youness E.R., Mohammed N.A., Morsy F.A. Cadmium impact and osteoporosis: mechanism of action. Toxicol Mech Methods. 2012;22(7):560-7. doi: 10.3109/15376516.2012.702796.

6. Akesson A., Bjellerup P., Lundh T., Lidfeldt J., Nerbrand C., Samsioe G., Skerfving S., Vahter M. Cadmium-induced effects on bone in a population-based study of women. Environ Health Perspect. 2006;114(6):830-4. doi: 10.1289/ehp.8763.

7. Jain RB. Co-exposures to toxic metals cadmium, lead, and mercury and their impact on unhealthy kidney function. Environ Sci Pollut Res Int. 2019;26(29):30112-30118. doi: 10.1007/s11356-019-06182-y.

8. Wang C., Nie G., Zhuang Y., Hu R., Wu H., Xing C., Li G., Hu G., Yang F., Zhang C. Inhibition of autophagy enhances cadmium-induced apoptosis in duck renal tubular epithelial cells. Ecotoxicol Environ Saf. 2020;205:111188. doi: 10.1016/j.ecoenv.2020.111188.

9. Jin T., Nordberg G., Ye T., Bo M., Wang H., Zhu G., Kong Q., Bernard A. Osteoporosis and renal dysfunction in a general population exposed to cadmium in China. Environ Res. 2004; 96(3):353-9. doi: 10.1016/j.envres.2004.02.012.

10. Chen X., Zhu G., Jin T., Lei L., Liang Y. Bone mineral density is related with previous renal dysfunction caused by cadmium exposure. Environ Toxicol Pharmacol. 2011;32(1):46-53. doi: 10.1016/j.etap.2011.03.007.

11. Jarup L., Alfven T. Low level cadmium exposure, renal and bone effects - the OSCAR study. Biometals. 2004;17(5):505-9. doi: 10.1023/b:biom.0000045729.68774.a1.

12. Нефьодов О.О. Визначення впливу кадмію на показники ембріогенезу при ізольованому введенні та в комбінації з цитратами селену та германію / О.О. Нефьодов, Д.В. Білишко, К.А. Кушнарьова, О.С. Шевченко, В.Ф. Шаторна, О.І. Кефелі-Яновська, О.

13. Г. Козловська // Медичні перспективи. - 2020. - Т. 25, № 1. - С. 24-31.

14. Nefodova O.O. Cardiogenesis changes under the impact of cadmium chloride in rat embryogenesis / O.O. Nefodova, V.F. Shatorna, O.I. Galperin, O.O. Nefodov, G.A. Yeroshenko, І.V. Tverdokhlib, V.I. Harets // Світ медицини та біології. - 2019. - № 3 (69). - С. 209-213.

15. Доклінічні дослідження лікарських засобів; за ред. А.В. Стефанова. Київ: Авіценна, 2001 - 528 с.

References

1. U.S. Environmental Protection Agency: Chemicals and Toxics Topics. US EPA. (n.d.). Retrieved from https://www.epa.gov/environmental-topics/chemicals-and-toxics-topics [in English].

2. Lin Q, Xu S. (2020) Co-transport of heavy metals in layered saturated soil: Characteristics and simulation. Environ Pollut, 261, 114072 [in English].

3. Romaniuk A.M., Sikora V.V., Lindina Y.M., Lindin M.S. (2017). Poshyrenist' vazhkykh metaliv u navkolyshn'omu seredovyshchi ta yikh rol' u zhyttyediyal'nosti orhanizmu (ohlyad literatury) [Prevalence of heavy metals in the environment and their role in the vital activity of the organism (literature review)]. Bukovyna Medical Herald, 2(82), 163-168 [in Ukrainian].

4. Janaydeh M., Ismail A., Zulkifli S.Z., Omar H. (2019) Toxic heavy metal (Pb and Cd) content in tobacco cigarette brands in Selangor state. Peninsular Malaysia. Environ Monit Assess., 191(10), 637 [in English].

5. Youness E.R., Mohammed N.A., Morsy F.A. (2012) Cadmium impact and osteoporosis: mechanism of action. ToxicolMechMethods, 22(7), 560-7 [in English].

6. Akesson A., Bjellerup P., Lundh T., Lidfeldt J., Nerbrand C., Samsioe G., Skerfving S., Vahter M. (2006) Cadmium-induced effects on bone in a population-based study of women. Environ Health Perspect, 114(6), 830-4 [in English].

7. Jain R.B. (2019) Co-exposures to toxic metals cadmium, lead, and mercury and their impact on unhealthy kidney function. Environ Sci Pollut Res Int, 26(29), 30112-30118 [in English].

8. Wang C., Nie G., Zhuang Y., Hu R., Wu H., Xing C., Li G., Hu G., Yang F., Zhang C. (2020) Inhibition of autophagy enhances cadmium-induced apoptosis in duck renal tubular epithelial cells. EcotoxicolEnviron Saf, 205, 111188 [in English].

9. Jin T., Nordberg G., Ye T., Bo M., Wang H., Zhu G., Kong Q., Bernard A. (2004) Osteoporosis and renal dysfunction in a general population exposed to cadmium in China. Environ Res, 96(3), 353-9 [in English].

10. Chen X., Zhu G., Jin T., Lei L., Liang Y. (2011) Bone mineral density is related with previous renal dysfunction caused by cadmium exposure. Environ Toxicol Pharmacol, 32(1), 46-53 [in English].

11. Jarup L., Alfven T. (2004) Low level cadmium exposure, renal and bone effects - the OSCAR study. Biometals, 17(5), 505-9 [in English].

12. Nefodov O.O., Bilyshko D.V., Kushnaryova K.A., Shevchenko O.S., Shatorna V.F. (2020). Vyznachennya vplyvu kadmiyu na pokaznyky embriohenezu pry izol'ovanomu vvedenni ta v kombinatsiyi z tsytratamy selenu ta hermaniyu [Determination of the effect of cadmium on embryogenesis indicators when administered alone and in combination with selenium and germanium citrates]. Medychni perspektyvy - Medical perspectives, 25(1), 24-31 [in Ukrainian].

13. Nefodova O.O., Shatorna V.F., Galperin O.I., Nefodov O.O., Yeroshenko G.A., Tverdokhlib I.V. [et al.] (2019) Cardiogenesis changes under the impact of cadmium chloride in rat embryogenesis. Svit medytsyny ta biolohiyi - The world of medicine and biology, 3 (69), 209-213 [in English].

14. Stefanov, A.V. (Eds.) (2001). Doklinichni doslidzhennya likars'kykh zasobiv [Preclinical studies of medicines]. Kyiv: “Avicenna” [in Ukrainian].

Размещено на Allbest.ru