Размещено на http://www.allbest.ru/

Академія медичних наук україни

Державна установа інститут фармакології та токсикології амн україни

УДК 616.61:546.4/.5:612.017.2: 575

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Спеціальність14.03.06 - Токсикологія

Онтогенетичні особливості хронобіологічних перебудов функції нирок за умов експериментальної кадмієвої та свинцевої інтоксикації

Гордієнко Віктор Веніамінович

Київ - 2010

Дисертація є рукописом

Робота виконана в Буковинському державному медичному університеті Міністерства охорони здоров'я України, м. Чернівці

Науковий керівник: доктор медичних наук, професор Бойчук Тарас Миколайович, Буковинський державний медичний університет, в.о. ректора університету, м. Чернівці

Офіційні опоненти: доктор медичних наук, професор Овсяннікова Людмила Михайлівна, Науково-координаційне управління АМН України, заступник начальника, Науковий Центр радіаційної медицини АМН України, провідний науковий співробітник лабораторії молекулярної біології, м. Київ доктор медичних наук, професор Гоженко Анатолій Іванович, директор ДП «Український НДІ медицини транспорту МОЗ України», м. Одеса

Захист відбудеться «_14__»_вересня____ 2010 року о 13-00 годині на засіданні спеціалізованої вченої Ради Д 26.550.01 при ДУ «Інститут фармакології та токсикології АМН України» (вул. Ежена Потьє, 14, Київ, 03680).

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці ДУ «Інститут фармакології та токсикології АМН України» (вул. Ежена Потьє, 14, Київ, 03680).

Автореферат розіслано « 10__»_серпня 2010 року.

Учений секретар спеціалізованої вченої ради Д 26.550.01, кандидат біологічних наук І. В. Данова

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Важкі метали (ВМ) та їх сполуки належать до найнебезпечніших глобальних забруднювачів довкілля (І.М. Трахтенберг, Є.Л.Левицький, 2006; Ю.І. Кундієв, І.М. рахтенберг, 2007, Y.Jasso-Pineda et al., 2007). Серед них особливу екологічну небезпеку становлять солі кадмію і свинцю (В.А.Стежка, 2005; Д.В. Большой, Е.Г. Пихтєєва, 2007; Г.Л. Антоняк та ін., 2007). Пріоритетними напрямками розвитку токсикології в Україні поряд з розробкою засобів профілактики та лікування інтоксикацій науковці вважають визначення критеріїв напруження адаптаційно-захисних механізмів у відповідь на дію ксенобіотиків, зокрема при тривалому надходженні чинників малої інтенсивності, надаючи суттєвого значення віковим особливостям реакції організму (М.Г. Проданчук, Л.І. Власик, 2006; І.М. Трахтенберг, 2006; М.М. Коршун, 2006; Е.В.Степанова и др., 2008, Г.М. Ерстенюк та ін. 2009).

Високий ризик ураження ВМ мають нирки (А.І. Гоженко, 2006, В.П.Стусь, 2006; Б.А.Кацнельсон и др., 2006; А.I.Morales et al., 2006; K. Arisawa et al., 2007). Завдяки високій токсичності та здатності до кумуляції навіть відносно малі дози ВМ за тривалого надходження викликають в організмі неспецифічні симптоми екологічної дезадаптації, знижують реактивність організму. Зважаючи на значні компенсаторні можливості нирок у підтримці водно-сольового гомеостазу, ранні прояви токсичних нефропатій нерідко залишаються неідентифікованими, що призводить до несвоєчасної діагностики, а запізніла медикаментозна терапія стає малоефективною.

Оскільки нирки - орган з чіткою циркадіанною організацією функцій (Т.М. Бойчук, 1999; О.Г. Гуткіна, Ю.В.Наточин, 2005; В.П. Пішак та ін., 2008; І.Г. Кушнір, Г.І. Кокощук, 2009) одномоментні спостереження для діагностики нефропатій недостатньо інформативні, адже порушення структури хроноритмів функціональної діяльності нирок можуть бути одним із ранніх критеріїв розвитку патологічного процесу (В.П. Пішак, Т.М. Бойчук, 2002; Т.Д. Нікула, 2002). При цьому, ступінь хронобіологічних перебудов віддзеркалює інтенсивність патологічних змін. На жаль, до цього часу не з'ясовані онтогенетичні особливості циркадіанної організації функції нирок як за умов норми, так і при патології. У процесі онтогенезу нирки зазнають певних морфо-функціональних змін (Є.М. Горбань, А.О. Міхєєв, 2000; Л.І.Власик, 2001; А.І. Гоженко та ін., 2005), на що слід зважати, проводячи токсикологічні дослідження.

Не досліджено хронобіологічні перебудови діяльності нирок у віковому аспекті за дії ВМ, зокрема солей кадмію і свинцю. Не встановлено зв'язку десинхронозу в діяльності нирок із загальною токсичністю металів. Недостаньо зґясовано роль вікового чинника в токсикокінетиці ВМ, у морфологічних змінах тканин при тривалому надходженні в організм малих доз кадмію і свинцю. Актуальним залишається пошук ефективних, безпечних та доступних засобів протекції за тривалого надходження ВМ у дозах малої інтенсивності.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами

Дисертація є фрагментом планової науково-дослідної роботи кафедр медичної біології та генетики «Хроноритмологічні аспекти нейрогуморальної регуляції функцій нирок» (№ держ. реєстрації 0199U001758) та кафедри фармакології «Вивчення впливу вазоактивних лікарських засобів (диметилксантини, тіотриазолін, даларгін та ін.) на показники функції нирок та водно-сольовий обмін» (№ держ. реєстрації 0199U001761) Буковинського державного медичного університету (м.Чернівці). Автор є співвиконавцем зазначених тем.

Мета і завдання дослідження

Мета роботи -- встановити вікові особливості впливу малих доз солей важких металів (кадмію хлориду, свинцю ацетату) на циркадіанну організацію функцій нирок для оптимізації методичних підходів до оцінки та профілактики ушкодження нирок потенційно небезпечними хімічними речовинами.

Для досягнення поставленої мети визначені завдання:

1. Дослідити особливості циркадіанної організації екскреторної, іонорегулювальної та кислоторегулювальної функцій нирок у щурів різного віку (статевонезрілі та статевозрілі).

2. Вивчити циркадіанні перебудови основних ниркових функцій (екскреторна, іонорегулювальна, кислоторегулювальна) за тривалої дії на організм щурів різного віку малих доз кадмію хлориду та свинцю ацетату.

3. Дослідити вікові особливості загальнотоксичного впливу на організм тварин малих доз кадмію хлориду, свинцю ацетату за умов субхронічної затравки (маса тіла, коефіцієнти маси органів, тканинний розподіл металів, морфологічна структура тканин).

4. Дослідити вікові особливості добових варіацій хроноритмів показників про- та антиоксидантного гомеостазу в інтактних щурів та перебудови їх за тривалої дії малих доз солей кадмію і свинцю.

5. Дослідити та обґрунтувати перспективу застосування вітчизняних препаратів “Поліфітол-1” та “Тіотриазолін” для профілактики токсичних уражень та порушень функціонального стану нирок у щурів різного віку за умов тривалої інтоксикації малими дозами кадмію і свинцю.

Об'єкт дослідження - вікові особливості циркадіанних хроноритмів екскреторної, іонорегулювальної, кислоторегулювальної функцій нирок у щурів та їх перебудова за умов інтоксикації малими дозами солей кадмію та свинцю.

Предмет дослідження - нефротоксичність малих доз кадмію хлориду, свинцю ацетату в щурів різного віку за умов субхронічного експерименту та пошук засобів протекції.

Методи дослідження - токсикологічні, фізіологічні, хронобіологічні, біохімічні, гістологічні, фізико-хімічні та статистичні.

Наукова новизна отриманих результатів. У роботі вперше експериментально доведено наявність вікових особливостей хроноритмологічної організації екскреторної, іонорегулювальної та кислоторегулювальної функцій нирок у статевонезрілих (СНЗ) і молодих статевозрілих (СЗ) щурів. Встановлено, що в процесі статевого дозрівання тварин відбувається становлення та перебудова циркадіанних біоритмів функцій нирок.

Уперше показано, що за тривалого (30 діб) надходження в організм тварин різного віку солей кадмію та свинцю в дозах малої інтенсивності виникає десинхроноз інтегральних показників фільтраційно-реабсорбційних процесів, порушуються механізми клубочково-канальцевого балансу та тубуло-гломерулярного зворотного зв'язку, що супроводжується депресією швидкості клубочкової фільтрації, порушенням натрій-водневого котранспорту, ретенційною азотемією, протеїнурією та втратами іонів натрію. Рівні мезору, добового моніторингу показників, варіабельність розташування акрофаз біоритмів, нижча амплітуда коливань показників функціонального стану нирок засвідчили менші адаптаційно-компенсаторні можливості СНЗ тварин до шкідливого навантаження солями ВМ.

За умов субхронічного експерименту встановлено вікові особливості загальнотоксичної дії малих доз солей кадмію і свинцю. За показниками динаміки маси тіла, коефіцієнтами маси органів, кумуляцією металів, морфоструктурою органів та хроноритмами показників про- та антиоксидантного гомеостазу вразливішими до дії екотоксикантів виявилися молоді щури в період статевого дозрівання.

Уперше доведено, що рослинний препарат “Поліфітол-1” (ПФ-1) за тривалого надходження кадмію хлориду і свинцю ацетату проявляє антитоксичну, нефропротекторну дію. Профілактичне введення препарату запобігає зниженню маси тіла тварин, коригує коефіцієнти маси внутрішніх органів, значно зменшує накопичення металів в організмі, нормалізує морфоструктуру органів, збільшує активність ферментів антиоксидантного захисту, відновлює показники хроноритмів основних ниркових функцій, усуває ретенційну азотемію, зменшує протеїнурію та втрати іонів натрію. ПФ-1 ефективніше коригує прояви інтоксикації у СЗ тварин. Уперше встановлено вікові особливості нефропротекторної дії вітчизняного препарату тіотриазоліну за умов кадмієвої інтоксикації. Наукова новизна проведених досліджень захищена 4 деклараційними патентами України на корисну модель.

Практичне значення одержаних результатів. Результати проведених досліджень обґрунтовують доцільність використання хронобіологічних показників функцій нирок як маркерів їх функціонального стану, що є важливим критерієм ураження нирок за дії ВМ.

Оскільки препарат «Поліфітол-1» на тлі тривалого надходження малих доз солей кадмію і свинцю зменшує загальну токсичність ВМ, проявляє нефропротекторну дію в СНЗ і СЗ тварин, отримані в роботі дані можуть у подальшому слугувати експериментальним обґрунтуванням для клінічної апробації препарату для корекції та профілактики металотоксикозів. Доведена нефропротекторна дія тіотриазоліну за кадмієвої інтоксикації розширить спектр його застосування як сірковмісного препарату з політропною дією. За матеріалами дисертації опубліковано методичні рекомендації «Ренальні ефекти тіотриазоліну».

Результати проведених досліджень упроваджено в науково-педагогічну діяльність на кафедрах фармакології Вінницького національного медичного університету ім.М.І.Пирогова, Національного фармацевтичного університету (м. Харків), Луганського державного медичного університету, на кафедрах фармакології, фітотерапії з курсом фармакогнозії Київського медичного університету Української асоціації народної медицини, на кафедрі військової фармації Української військово-медичної академії (м. Київ).

Особистий внесок здобувача. Разом з науковим керівником визначено мету і завдання дослідження, розроблено методичні підходи щодо їх реалізації. Автор самостійно провів патентно-інформаційний пошук, проаналізував літературу, виконав усі етапи експериментального дослідження, провів аналіз і статистичну обробку отриманих результатів, оформив усі розділи дисертації. Хронобіологічні дослідження проведено на кафедрі фармакології БДМУ (зав., проф. Р.Б. Косуба) та медичної біології та генетики (зав., проф. В.П. Пішак), гістологічні ? на кафедрі патологічної анатомії і судової медицини БДМУ (зав., проф. Давиденко І.С.), біохімічні ? на кафедрі медичної хімії БДМУ (зав., проф. І.Ф. Мещишен), визначення вмісту ВМ у тканинах ? у лабораторії НДІ медико-екологічних проблем (зав. лабораторії, канд. хім. наук М.М. Тураш) м. Чернівці. Автор висловлює щиру вдячність керівникам підрозділів установ за сприяння і консультативну допомогу при виконанні фрагментів дисертаційної роботи.

Апробація результатів дисертації. Основні наукові положення роботи оприлюднені на І, ІІ-му з'їздах токсикологів України (м. Київ, 2001; 2004), VI, VIII зґїздах ВУЛТ (Чернівці, 2001; Івано-Франківськ, 2005), науковій конференції “Вікові аспекти чутливості організму до ксенобіотиків” (Чернівці, 2002), науково-практичних конференціях з міжнародною участю: “Сучасні аспекти хронобіології та хрономедицини” (Чернівці, 2002), «Актуальні питання тканинної терапії та перспективи застосування природних біологічно активних речовин у сучасній медицині» (Одеса, 2003), «Сучасні проблеми медичної та клінічної біохімії» (Чернівці, 2005), «Оздоровчі ресурси Карпат і прилеглих регіонів» (Чернівці, 2005), «Хронобіологія і хрономедицина: теоретичні та клінічні перспективи» (Чернівці, 2006), ІІ Міжнародній науково-практичній конференції «Гепатопротектори в Україні - реалії і перспективи» (Харків, 2003), 78 підсумковій науковій конференції студентів та молодих учених з міжнародною участю (Чернівці, 2004), ІV Українській науково-практичній конференції з міжнародною участю з клінічної фармакології (Вінниця, 2004), Всеукраїнській науково-практичній конференції «Проблеми діагностики, профілактики та лікування екзогенних та ендогенних інтоксикацій» (Чернівці, 2004), ІІ науково-практичній конференції молодих учених і спеціалістів «Актуальні проблеми фармакології та токсикології» (Київ, 2005), ХІ, ХІІ Конгресах СФУЛТ (Полтава-Київ, 2006; Івано-Франківськ, 2008), VIII Міжнародній науково-практичній конференції «Актуальні проблеми токсикології. Безпека життєдіяльності людини» (Київ, 2007), науково-практичних конференціях «Вікові аспекти схильності організму до шкідливого впливу ксенобіотиків» (Чернівці, 2008), «Проблеми діагностики, профілактики та лікування екзогенних та ендогенних інтоксикацій» (Чернівці, 2009), І-ому національному конгресі «Народна медицина в Україні» (Київ, 2009).

Публікації. Основні положення дисертації опубліковано в 31 науковій праці, з них 10 статей (одноосібних - 5) у фахових журналах, рекомендованих ВАК України, 21 тези доповідей у матеріалах з'їздів, конгресів, науково-практичних конференцій, 1 методичні рекомендації, 4 деклараційні патенти України на корисну модель.

Обсяг і структура дисертації. Дисертаційна робота викладена на 222 сторінках і складається зі вступу, огляду літератури, опису матеріалів і методів дослідження, 4-х розділів власних досліджень, аналізу й узагальнення результатів, висновків, списку використаних джерел літератури і додатків. Роботу проілюстровано 33 таблицями, 45 рисунками. Бібліографія включає 305 джерел (з них 90 іноземних), викладених на 34 сторінках. Додатки у вигляді зведених таблиць викладено на 35 сторінках.

Основний зміст роботи

Матеріали та методи дослідження.

Для досягнення поставлених мети і завдань проведено експерименти на 545 нелінійних білих щурах-самцях двох вікових категорій: статевонезрілих (1,5 міс., вихідна маса 60,0-80,0 г) і статевозрілих (5 міс., вихідна маса 180,0-200,0 г).

Тварин утримували у віварії при сталій температурі повітря (20 2 ⁰С) та вологості (близько 50%) зі світловим режимом 12.00С:12.00Т на стандартному харчовому раціоні, з вільним доступом до відстояної водогінної води.

За тиждень до експериментів тварин переводили на гіпонатрієву дієту (зерно пшениці). циркадіанний вплив нирка метал

Для дослідження вибрано солі двох ВМ ? кадмію і свинцю, як найнебезпечніших забруднювачів навколишнього середовища, яких об'єднує нефротоксичність.

Субхронічну інтоксикацію ВМ моделювали на статевонезрілих (СНЗ) і статевозрілих (СЗ) тваринах, уводячи щоденно інтрагастрально за допомогою зонду впродовж 30 днів кадмію хлорид у дозі 0,03 мг/кг (3·10^-3 DL₅₀) (О.Л.Кухарчук та ін., 2001), свинцю ацетат - 0,3 мг/кг (3,7·10^-5 DL₅₀ для щурів віком 5 міс., 4·10^-5 DL₅₀ для щурів 1,5 міс.) (В.В. Янчук, Л.І.Власик, 2001) на 1 % зависі крохмалю.

Контрольним тваринам за аналогічних умов уводили розчинник.

У кожній серії дослідів було по 36-48 тварин, які перебували в окремих клітках по 6-8 у кожній.

Стежили за поведінкою тварин, через кожних 5 діб відмічали зміни маси тіла (приріст або зменшення).

Після 30-го дня введення токсикантів тварин знеживлювали під ефірною анестезією одномоментною декапітацією, вилучали найуразливіші до ВМ внутрішні органи - серце, печінку, нирки, зважували і вираховували коефіцієнти маси (Км) цих органів за формулою:

Км = m _{органу,} г · 100 / m _{тварини}, г .

Дослідження функціональної діяльності нирок проводили на тлі водного навантаження після 30-денного введення тваринам солей ВМ. Для досягнення водного діурезу, умови якого дозволяють провести роздільну оцінку функції судинно-клубочкового апарата, проксимального та дистального відділів нефрону (А.Е.Боголепова, Ю.В.Наточин, 2005), тваринам per os вводили через зонд відстояну водогінну воду кімнатної температури в об'ємі 5 % від маси тіла, після чого поміщали на 2 год в індивідуальні клітки для збору сечі. Функцію нирок досліджували впродовж доби 6 разів: з 8⁰⁰ до 10⁰⁰, 12⁰⁰-14⁰⁰, 16⁰⁰-18⁰⁰, 20⁰⁰-22⁰⁰, 0⁰⁰-02⁰⁰, 04⁰⁰-06⁰⁰. Після евтаназії у тварин відбирали кров в охолоджені пробірки (як стабілізатор використовували гепарин), центрифугували впродовж 20 хв при 3000 об/хв. Концентрацію іонів натрію та калію в плазмі крові та сечі визначали методом фотометрії полумґя на фотометрі ФПЛ-1. У плазмі крові та сечі визначали концентрацію креатиніну за реакцією з пікриновою кислотою (С.І.Рябов, Ю.В.Наточин, 1997) з реєстрацією показників екстинції на фотоколориметрі ФК-2 і спектрофотометрі СС-46. Концентрацію білка в сечі ? фотоколориметрично за реакцією з сульфосаліциловою кислотою (А.І. Михеєва, І.А. Богодарова, 1969). рН сечі визначали на мікробіоаналізаторі ОР-210 «Redelkys» (Угорщина), титровані кислоти та аміак ? титрометрично (С.И.Рябов, Ю.В.Наточин, 1997).

Оцінку екскреторної функції нирок проводили за величинами діурезу, швидкості клубочкової фільтрації (КФ), концентрації креатиніну в плазмі крові та сечі, відносної реабсорбції води, концентраційного індексу ендогенного креатиніну, концентрації та екскреції білка з сечею. Іонорегулювальну функцію нирок оцінювали за концентрацією іонів натрію в сечі та плазмі крові, екскрецією іонів натрію, фільтраційною та екскреторною фракціями іонів натрію, абсолютною та відносною реабсорбцією цього катіону, концентраційним індексом, кліренсом іонів натрію, натрій/калієвим коефіцієнтом, кліренсом безнатрієвої води, проксимальним та дистальним транспортом іонів натрію. Кислоторегулювальну функцію нирок оцінювали за концентрацією активних іонів водню в сечі (рН), екскрецією іонів водню, екскрецією кислот, що титруються, екскрецією аміаку та амонійним коефіцієнтом. Визначали абсолютні величини показників діяльності нирок та стандартизували їх у перерахунку на 100 г маси тіла тварин або відносно 100 мкл КФ. Показники функцій нирок розраховували за формулами (С.І.Рябов, Ю.В.Наточин, 1997).

Циркадіанну характеристику функцій нирок оцінювали за даними аналізу характеристик мезору, амплітуди, акрофази, батифази добових ритмів ниркових функцій.

Для з'ясування реакції організму на тривале надходження малих доз ВМ у віковому аспекті визначали деякі показники стану про- та антиоксидантного гомеостазу. Біосубстратами для проведення біохімічних досліджень слугували плазма крові та гомогенати печінки, які готували на охолодженому (4⁰С) ізотонічному розчині натрію хлориду. Стан основних компонентів антиоксидантної системи захисту організму оцінювали за активністю каталази (КТ) (М.А.Королюк та ін., 1988), вмісту церулоплазміну (ЦП) (В.Г.Колб, В.С.Камишников, 1982) в плазмі крові. У постядерному супернатанті 5%-го гомогенату печінки визначали активність КТ та глутатіон-S-трансферази (G-S-T) (H.W.Habig, 1974). Для проведення біохімічних досліджень та вмісту кадмію і свинцю в тканинах після евтаназії тварин видаляли нирки, печінку, мозок, серце, скелетний мяз (стегно). Вміст окисно-модифікованих білків (ОМБ) у плазмі крові визначали за методом І.Ф.Мещишена (1998). Біоритми показників про- та антиоксидантної систем плазми крові та гомогенату печінки досліджували впродовж доби через кожні 4 год.

Визначення вмісту кадмію та свинцю в тканинах здійснювали за допомогою атомно-абсорбційного спектрофотометра С115М-1. Дослідження вмісту металів у зерні, водогінній воді, що їх споживали тварини впродовж місяця, та в розчині «Поліфітол-1» засвідчили відповідність вмісту до МБВ № 5061-89.

При патоморфологічних дослідженнях вивчали гістоструктуру нирок, печінки, серця, мозку, фарбували гематоксиліном й еозином та за Ван-Гізоном (F.Venerucci, 2001), після чого вивчали світлооптичними методами в мікроскопі ЛЮМАМ-Р8, цифрові фотокопії зображення отримували за допомогою мікроскопа та цифрового фотоапарата Olympus C740UZ.

Для корекції порушень циркадіанної організації функції нирок, показників про- та антиоксидантного гомеостазу, патоморфологічних змін в органах-мішенях та накопичення ВМ застосовували вітчизняний фітопрепарат «Поліфітол-1» (ТОВ ДКП «Фармацевтична фабрика», м Житомир) в дозі 5 мл/кг маси тіла, розведеного вдвічі дистильованою водою (С.А.Олійник, 2001), який уводили per os через зонд за 2 год до введення солі ВМ. В окремій серії дослідів (за кадмієвої інтоксикації) вивчали протекторну дію вітчизняного оригінального лікарського засобу тіотриазоліну (АТ «Галичфарм», корпорація «Артеріум»), який уводили інтрагастрально через зонд щоденно впродовж 14 днів в дозі 100 мг/кг за 2 год до введення солі металу.

Усі експериментальні дослідження здійснювали відповідно до методичних рекомендацій ДФЦ МОЗ України (О.В.Стефанов, 2001), «Положення про використання тварин в біомедичних дослідженнях» (О.В.Стефанов, 2002) та вимог Європейської Конвенції щодо захисту лабораторних тварин (Страсбург, 1986). Протоколи експериментальних досліджень затверджені рішенням комісії з біоетики Буковинського державного медичного університету (протокол № 27 від 12.05.2008 р.).

Статистичну обробку отриманих даних проводили ПЕВМ “Pentium-366” за допомогою програм «Excel-7», «Statgraphics» (США) і «Косинор-аналізу» (І.П.Ємельянов, 1986) та параметричними методами статистки з визначенням t-критерію Стьюдента.

Результати досліджень та їх обговорення.

Вікові особливості загальнотоксичної дії солей кадмію та свинцю. Інтоксикація солями ВМ гальмувала приріст маси тіла тварин, особливо в перші 5-10 днів експерименту. Якщо фізіологічний приріст маси тіла контрольних СНЗ щурів склав 58,5% проти вихідного рівня (рис. 1), то за дії кадмію хлориду маса тіла зросла лише на 16%, за дії свинцю ацетату - на 12,6 %, тобто приріст маси тіла зменшився в 3,7 і 4,6 раза (P<0,001), відповідно. Маса тіла СЗ тварин за дії кадмію хлориду зросла на 7,6% (у контрольних - на 17,2%), під впливом солі свинцю кінцева маса тіла навіть зменшилася (рис. 1).

Рис. 1. Приріст маси тіла (%) тварин різного віку за інтоксикації важкими металами. * - вірогідність різниці порівняно з контролем

Тривале надходження малих доз солей кадмію й свинцю позначилося і на (Км) органів-мішеней. У СЗ тварин зменшився Км нирок: за дії кадмію хлориду на 28,8%, за свинцевої інтоксикації ? на 40,9% і на 58,7% зросли Км серця. У СНЗ тварин зменшився Км печінки: за дії кадмію хлориду - на 18,5%, за свинцю ацетату ? на 10,6%.

Дослідження накопичення металів у тканинах організму контрольних і дослідних тварин різного віку засвідчив, що у контрольних СЗ тварин вміст досліджуваних металів вірогідно вищий, ніж у СНЗ тварин (рис. 2). Вміст кадмію у печінці більший у 8 разів, мозку - в 4,3 раза, скелетному м'язі - в 3,1 раза, нирках - в 1,3 раза. У СНЗ тварин найвищий вміст металу в нирках. У контрольних СНЗ тварин градієнт вмісту свинцю був наступним: нирки > мозок > серце > печінка > скелетний м'яз, у СЗ тварин ? нирки > мозок > скелетний м'яз > печінка > серце. Вміст свинцю у контрольних СЗ тварин у печінці - в 7,2 раза, нирках - в 3,2 раза, серці - в 1,7 раза вищий (Р<0,001), ніж у СНЗ тварин.

Після 30-денного введення кадмію хлориду вміст кадмію у нирках СНЗ тварин зріс у 17 разів, печінці - 8,1 раза (Р<0,001) з таким градієнтом розподілу: нирки > печінка > серце > скелетний м'яз > мозок. У СЗ тварин найвищим вміст кадмію виявився також у нирках - в 4,2 раза (Р<0,001) порівняно з контрольними тваринами, у печінці - в 3,5 раза (Р<0,001), мозку - 1,9 раза (Р<0,05).

За свинцевої інтоксикації вміст металу у нирках СНЗ тварин зріс у 3,6 раза, СЗ - в 1,7 раза, у печінці, відповідно, - у 8,0; 3,9 раза (Р<0,001). Градієнт розподілу свинцю засвідчив, що найбільше накопичується метал у нирках, а далі ? у СНЗ тварин: мозок = скелетний м'яз > печінка > серце, у СЗ тварин - нирки > печінка > скелетний м'яз = мозок > серце.



Рис. 2. Вміст кадмію і свинцю (мг/кг) у нирках щурів різного віку за умов металотоксикозу. # - ступінь вірогідності між показниками у контрольних тварин; * - ступінь вірогідності у порівнянні з контролем.

Дослідження показників стану про- та антиоксидантного гомеостазу в організмі тварин виявило деякі вікові відмінності в рівні пероксидації та активності ферментів антиоксидантного захисту в інтактних СНЗ і СЗ тварин, що позначилося на їхній реакції в процесі адаптації до тривалого надходження ВМ (табл. 1). Аналіз хронограм вмісту окиснювально-модифікованих білків (ОМБ) у плазмі крові тварин підтвердив наявне в літературі твердження, що кадмій і свинець є прооксидантами (М.Р. Гжегоцький, Ю.В. Федоренко, 2006; Я.І. Гонський; М.В. Чорна, 2008) і зумовлюють оксидативний стрес навіть при надходженні малих доз за тривалої експозиції.

Середньодобовий рівень ОМБ у плазві крові СЗ тварин за дії кадмію хлориду зріс на 22% (табл. 1), свинцю ацетату - 23,7%. Порівняно вищий у контрольних СНЗ тварин рівень ОМБ за дії металів суттєво не змінився, однак відбулися перебудови структури хроноритму впродовж доби. При металотоксикозі виявлено активацію ферментів антиоксидантного захисту у відповідь на прооксидантну дію токсикантів виразніше у СЗ тварин. Рівень церулоплазміну у плазмі крові зріс майже вдвічі, активність каталази ? на 33% за свинцевої інтоксикації, за кадмієвої ? на 12%. У СНЗ тварин мезор активності каталази сироватки крові, навпаки, зменшився.

Активність каталази печінки за кадмієвої інтоксикації зменшилася в тварин обох вікових груп, а активність глутатіон-S-трансферази зросла. Відбулася перебудова структури біоритмів біохімічних показників. Збільшення амплітуди коливань біоритмів відносно мезору (табл. 1) свідчить про виразнішу активацію адаптаційних процесів в організмі СЗ тварин за умов інтоксикації.

Таблиця 1 Вікові особливості хроноритмів показників про- та антиоксидантної систем в організмі щурів за інтоксикації солями важких металів (x±Sx)

Показники	Контроль (n = 42)	Кадмію хлорид (n=36)	Свинцю ацетат (n=48)
	Мезор	Амплітуда %	Мезор	Амплітуда %	Мезор	Амплітуда %
Статевонезрілі
ОМБ, Е/ г білка	61,3±1,76	4,8±1,28	57,1±2,38	10,8±1,97 p<0,05	70,9±5,67	17,0±3,16 p<0,01
ЦП, Е/г білка	82,0±3,02	6,8±2,30	119,6±7,03 p<0,001	7,9±1,25	68,2±4,77 p<0,05	8,3±2,22
КТ сироватки крові,мкмоль/год·мл	1,4±0,04	5,7±1,20	1,0±0,07 p<0,001	18,8±1,09 p<0,001	0,99±0,07 p<0,001	13,2±1,83 p<0,01
КТ печінки, ммоль/год·г тканини	192,1±5,18	4,7±1,06	178,9±7,13 p<0,05	7,8±1,89	227,4±7,07 p<0,01	6,25±1,21
G-S-T печінки, мкмоль/хв· г тканини	28,4±1,49	5,9±1,74	32,8±1,23 p<0,05	27,8±2,66 p<0,001	31,4±1,90	14,4±1,90 p<0,01
Статевозрілі
	Контроль (n = 30)	Кадмію хлорид (n=43)	Свинцю ацетат (n=46)
ОМБ, Е/ г білка	53,3±1,22 р1<0,05	15,6±0,72 р1<0,001	65,1±4,05 p<0,01	13,3±3,48	65,8±4,92 p<0,05	19,4±4,10
ЦП, Е/г білка	88,6±3,61 p1<0,001	6,5±1,99	158,3±5,18 p<0,001 р1<0,001	11,9±1,09 p<0,05	167,5±13,45 p<0,001 p1<0,001	18,0±2,15 p<0,01 p1<0,01
КТ сироватки крові,мкмоль/год·мл	0,9±0,04 р1<0,001	5,7±0,01	1,08±0,12 p<0,01	23,1±3,60 p<0,001	1,2±0,13 p<0,05 p1<0,05	24,3±5,68 p<0,01
КТ печінки, ммоль/год·г тканини	152,7±4,11 р1<0,001	5,2±1,56	110,5±1,64 p<0,001 р2<0,001	6,77±1,62	122,2±8,40 p<0,01 p1<0,01	13,1±2,38 p<0,05 p1<0,05
G-S-Т печінки, мкмоль/хв·г тканини	29,0±1,25	7,1±2,36	37,2±1,48 p<0,01	11,7±3,31 р1<0,001	37,3±2,51 p<0,05	13,0±2,77

Примітка: р - ступінь вірогідності різниці при порівнянні з контролем; Р₁ ? ступінь вірогідності різниці аналогічних показників у СНЗ і СЗ щурів.

Проведені морфологічні дослідження органів (нирки, печінка, серце, головний мозок, скелетний м'яз) щурів виявили патологічні зміни за умов кадмієвої інтоксикації в печінці у вигляді гідропічної дистрофії гепатоцитів більш виразні у СНЗ тварин. За свинцевої інтоксикації морфологічні зміни спостерігалися не лише у печінці, а й у нирках у СНЗ і СЗ щурів у вигляді розсіяної дрібновогнищевої гідропічної дистрофії епітелію звивистих канальців.

При вивченні хронобіологічної організації функції нирок проведено серії дослідів на інтактних СНЗ і СЗ щурах, результати яких експериментів слугували в подальшому контролем. Виявилося, що показники, які характеризують екскреторну, іонорегулювальну, кислоторегулювальну функції нирок у тварин обох вікових груп підпорядковані чіткій хроноритмологічній організації, мають циркадіанну періодичність та вікові особливості. В основі хроноритмологічної діяльності нирок лежать узгоджені механізми клубочково-канальцевого балансу і тубуло-гломерулярного зворотного зв'язку ? синфазність циркадіанних ритмів фільтраційного заряду іонів натрію та його абсолютної реабсорбції, ідентичність хронограм абсолютної та стандартизованої за об'ємом клубочкового фільтрату екскреції іонів натрію. Антифазна структура хроноритмів екскреції іонів натрію і інтенсивності транспортних процесів у проксимальних канальцях та рівня його фільтраційної фракції відображає циркадіанну впорядкованість тубуло-гломерулярного зворотного зв'язку, які забезпечують збалансовану взаємодію фільтраційно-реабсорбційних процесів у нирках тварин.

Вікові особливості хроноритмів функції нирок в інтактних щурів. Середньодобовий рівень діурезу у тварин обох груп суттєво не відрізнявся, хроноритм мав синусоїдний характер, низьку амплітуду відносно мезора з акрофазою сечовиділення у СНЗ тварин о 24⁰⁰ год ночі, у СЗ - о 16⁰⁰ год дня (рис. 3). Найнижчий рівень діурезу у СНЗ тварин спостерігали в період з 04.00 до 06.00 год, у СЗ - 20⁰⁰ - 22⁰⁰ год. Батифази сечовиділення і швидкості КФ в часі співпадали з акрофазою концентрації креатиніну в плазмі крові.

У СНЗ тварин вірогідно вищі мезори екскреції іонів калію та білка (табл.2). У СЗ тварин спостерігали значно нижчий рівень концентрації іонів натрію в сечі впродовж усіх часових періодів доби (рис. 3). Мезор екскреції цього катіона в 2,7 раза (Р<0,001) нижчий, ніж у СНЗ тварин, що свідчить про активацію гормонально-месенджерних систем гомеостазу іонів натрію в процесі дозрівання тварин. Змінюється архітектоніка хроноритму натрійурезу, активується реабсорбція іонів натрію в проксимальному сегменті нефрону, що призводить до затримки цього осмотично активного катіону в організмі і збільшення порівняно зі СНЗ тваринами його концентрації в плазмі крові (табл.2). Суттєвих відмінностей у структурі хроноритмів показників кислоторегулювальної функції нирок у тварин обох вікових груп не виявлено.

Вікові особливості перебудови хроноритмів функції нирок за дії кадмію хлориду. Тривале надходження в організм тварин низьких доз кадмію хлориду зумовило перебудову ниркових функцій з характерними ознаками ушкодження нефрону (табл. 1). Хоча добовий рівень сечовиділення у тварин обох вікових груп суттєво не змінився щодо контрольних показників, однак відбулися помітні зміни в архітектоніці хроноритму. У СНЗ тварин амплітуда біоритму знизилася в 2,3 раза (P<0,05), акрофаза з ранкового періоду доби змістилася на нічний. Поряд зі зменшенням концентрації та виведенням іонів калію з сечею відбулася інверсія хроноритму. Якщо у контрольних СНЗ тварин о 20⁰⁰ год спостерігали акрофазу біоритму, то за дії токсиканту ? це час найнижчого калійурезу. У СЗ тварин, незважаючи на коливання показників упродовж доби, мезори діурезу і калійурезу суттєво не відрізнялися від контрольних, удвічі (Р<0,001) зросла концентрація креатиніну в плазмі крові, оскільки значно зменшилася швидкість гломерулярної фільтрації. Синхронно при цьому гальмувалася відносна реабсорбція води. Зміщення акрофази змінило фазову структуру біоритму.

Поряд з ретенційною гіперазотемією спостерігали протеїнурію в усі часові періоди доби, що є однією з характерних ознак нефротоксичності

важких металів (Т.М.Бойчук, 1999; А.І.Гоженко та ін., 2003; А.Taylor Sarach et al., 1997).

Рис. 3. Добовий моніторинг концентрації іонів натрію в сечі щурів різного віку (ммоль/л). Примітка: вірогідність різниці ** - P < 0,01; *** - P < 0,001.

Таблиця 2 Вікові особливості хроноритмів функції нирок у інтактних щурів та їх перебудова за тривалого (30 діб) надходження кадмію хлориду (0,03 мг/кг) (x±Sx)

Показники	Контроль	Кадмію хлорид
	Статевонезрілі (n=42)	Статевозрілі (n=36)	Статевонезрілі (n=36)	Статевозрілі (n=44)
	Мезор	Амплітуда, %	Мезор	Амплітуда, %	Мезор	Амплітуда,%	Мезор	Амплітуда, %
Діурез, мл/2 год	3,7±0,40	21,3±3,22	3,4±0,23	12,7±2,25*	3,6±0,18	9,3±1,04*	3,7±0,25	16,7±3,67
Екскреція іонів калію з сечею,мкмоль/2 год	42,1±4,39	38,9±3,88	25,7±2,24**	17,4±4,67***	27,1±3,82*	22,3±7,56*	24,7±3,37	20,3±3,14
Концентрація креатиніну в плазмі крові, мкмоль/л	71,6±3,90	11,4±1,91	65,9±1,34	3,8±0,49***	154,6±8,29***	9,7±2,90	137,1±9,056***	17,2±4,89***
Швидкість КФ, мкл/хв	448,2±46,55	22,2±5,45	467,0±31,87	17,9±2,83	225,3±18,75***	18,5±3,49	274,3±25,63***	18,4±4,62
Відносна реабсорбція води, %	93,0±0,60	1,4±0,28	93,9±0,47	0,8±0,13	86,3±1,19***	3,0±0,34***	88,3±1,26***	6,3±3,10***
Екскреція білку, мг/100 мкл КФ	0,031±0,0037	60,5±11,46	0,017±0,0038**	47,6±7,14	0,077±0,0216*	40,4±9,00	0,056±0,0095**	26,6±4,44**
Екскреція Na+ з сечею, мкмоль/ 100 мкл КФ	1,01±0,152	32,5±5,61	0,37±0,050***	35,3±3,21	2,84±0,441***	31,8±4,33	1,70±0,445*	59,9±8,03*
Концентрація Na+ в плазмі крові, ммоль/л	126,1±1,07	1,41±0,28	136,3±2,58***	4,22±0,56***	120,3±3,06	6,78±4,13	125,6±1,11***	5,2±3,58
Фільтраційна фракція Na+, мкмоль/хв.	56,6±6,00	22,4±5,62	63,7±4,59	18,7±3,14	27,7±2,27***	17,7±3,25	34,4±3,18***	17,8±4,73
Абсолютна реабсорбція Na+, мкмоль/хв	56,5±5,99	22,4±5,62	63,6±4,59	18,7±3,14	27,7±2,23***	17,7±3,26	34,4±3,17***	17,9±4,73
Відносна реабсорбція Na+, %	99,9±0,010	0,02±0,004	100,0±0,01**	0,02±0,01	99,8±0,03***	0,06±0,01***	90,9±0,031*	4,23±3,64
Кліренс безнатрієвої води, мл/2 год	3,65±0,394	21,4±4,23	3,33±0,230	12,8±3,28	3,62±0,227	11,4±2,06*	3,96±0,376	25,8±7,70
Проксимальний транспорт Na+ , мкмоль/100 мкл КФ	11,7±0,129	1,71±0,49	12,8±0,26***	4,59±0,43***	10,6±0,14***	1,77±0,390	11,1±0,15***	6,1±3,19
Дистальний транспорт Na+,мкмоль /100 мкл КФ	0,876±0,0765	19,3±3,78	0,83±0,067	12,1±2,01	1,67±0,149***	19,9±2,56	1,49±0,154***	23,4±6,60
Eкскреція H+/100 мкл КФ	0,42±0,164	87,8±40,36	0,39±0,110	41,5±5,40	0,16±0,075**	93,6±34,48	0,10±0,029**	69,7±24,09

Примітка: тут і в табл. 2 ? *Р<0,05, **Р<0,01, ***Р<0,001 ? вірогідність різниць між показниками контрольних тварин та дослідних тварин різного віку порівняно з контролем

Мезор стандартизованої відносно швидкості КФ екскреції білка зріс у СНЗ у 2,5 раза, у СЗ ? 3,3 раза (табл. 1), зменшилася амплітуда біоритму, відбувся зсув акрофази, що свідчить про значне порушення гломерулярно-тубулярних процесів ниркового транспорту протеїнів.

Суттєвих змін зазнала іонорегулювальна функція нирок (табл. 2). Зросла концентрація іонів натрію в сечі і його екскреція. Незважаючи на значне зменшення фільтраційної фракції цього катіону, мезор натрійурезу у СНЗ тварин зріс у 2,8 раза, у СЗ - в 4,6 раза (P<0,05), що є ознакою порушення клубочково-канальцевого балансу. Змінилася архітектоніка хроноритму. Амплітуда біоритму натрійурезу у СНЗ тварин зменшилася в 1,6 раза проти контролю, у той час як у СЗ ? зросла втричі, що свідчить про більші резерви і ступінь напруженості компенсаторних процесів у дорослих тварин. Значні втрати іонів натрію призвели до зниження його концентрації у плазмі крові. У СНЗ тварин вірогідне зниження іонів натрію в плазмі крові спостерігали лише в період найвищого натрійурезу (з 8⁰⁰ до 14⁰⁰), у СЗ - упродовж доби. Порушився в нефроні натрійзалежний транспорт іонів водню. Мезор екскреції іонів водню у СНЗ тварин знизився в 2,6 раза, у СЗ - у 3,9 раза (P<0,01), що призвело до підвищення амонійного коефіцієнту і залуження сечі.

Вікові особливості перебудови хроноритмів функції нирок за дії свинцю ацетату. За тривалого надходження в організм тварин малих доз свинцю ацетату також виявлено помітні прояви нефротоксичності металу як за характеристикою хроноритмів, так і валовими показниками функціонального стану нирок з наявністю вікових особливостей реагування (табл. 3).

Мезор діурезу у СЗ тварин суттєво не змінився, у СНЗ - зріс в 1,2 раза (Р<0,05). Зросла амплітуда калійурезу з порушенням фазової структури хроноритму у СНЗ тварин. Швидкість КФ зменшилася у СНЗ тварин в 1,6 раза (Р<0,01), у СЗ - в 1,3 раза (Р<0,05), що призвело до ретенційної азотемії. Зменшилася відносна реабсорбція води. У СНЗ тварин перебудова хроноритмів відбулася за рахунок зміщення акрофази біоритму з нічного часу на ранковий. Мезор стандартизованої відносно швидкості КФ екскреції білка з сечею у СНЗ тварин зріс у 9,4 раза (Р<0,01), у СЗ- в 3,5 раза (Р<0,05).

Мезор натрійурезу, стандартизований відносно швидкості КФ, у СНЗ тварин суттєво не змінився, у СЗ тварин ? зріс в 3,8 раза (Р<0,05), що призвело до зменшення цього іону в плазмі крові тварин з 136,3 ± 2,58 ммоль/л до 127,5 ±2,14 ммоль/л (Р<0,05).

У тварин обох вікових груп активувався дистальний транспорт іонів натрію, відбулися зміни у структурі хроноритмів. Щодо показників кислоторегулювальної функції нирок, то у СНЗ тварин рН сечі не змінився, а у СЗ внаслідок порушення натрій-водневого котранспорту відбулося залуження сечі.

Таким чином, у щурів різного віку за тривалого надходження малих доз солей кадмію чи свинцю виявлено односпрямовану нефротоксичність досліджуваних металів, що узгоджується з даними літератури (Е.П.Киреева и др., 2006; K. Arisawa et al., 2007). Однак окремі хроноритмологічні перебудови функції нирок (зміщення положень акро- та батифаз, зростання амплітуди циркадіанних коливань) при збереженні синфазності взаємозалежних ниркових процесів і стабільності середньодобових значень показників можна трактувати як адаптаційно-компенсаторні реакції нирок на екзогенну інтоксикацію, а інші явища десинхронозу ? як результат нефротоксичності з розвитком декомпенсації. Водночас середньодобові рівні показників, значна варіабельність розташування акрофаз та зменшення амплітуди біоритму свідчать про виснаження і менші адаптаційно-компенсаторні можливості СНЗ тварин, що проявилося в неадекватній їх реакції порівняно зі СЗ тваринами на тривале надходження в організм токсичного агенту однакового ступеня інтенсивності.

Таблиця 3 Вікові особливості хроноритмів функції нирок у інтактних щурів та їх перебудови за тривалого (30 діб) надходження свинцю ацетату (0,3 мг/кг) (x±Sx)

Показники	Контроль	Свинцю ацетат
	Статевонезрілі (n=42)	Статевозрілі (n=36)	Статевонезрілі (n=47)	Статевозрілі (n=46)
	Мезор	Амплітуда,%	Мезор	Амплітуда,%	Мезор	Амплітуда,%	Мезор	Амплітуда,%
Діурез, мл/2 год	3,7±0,40	21,3±3,22	3,4±0,23	12,7±2,25*	4,7±0,36*	27,8±2,35	4,0±0,26	14,9±5,53
Екскреція іонів калію з сечею,мкмоль/2 год	42,1±4,39	38,9±3,88	25,7±2,24**	17,4±4,67***	55,8±11,05	52,6±5,36*	30,9±5,52	39,4±7,17*
Концентрація креатиніну в плазмі крові, мкмоль/л	71,6±3,90	11,4±1,91	65,9±1,34	3,8±0,49***	129,9±7,79***	17,6±2,57	108,1±4,96***	17,2±6,09
Швидкість КФ, мкл/хв	448,2±46,55	22,2±5,45	467,0±31,87	17,9±2,83	281,0±34,19**	27,1±3,62	353,0±33,67*	20,0±4,63
Відносна реабсорбція води, %	93,0±0,60	1,4±0,28	93,9±0,47	0,8±0,13	85,7±1,21***	6,45±3,39	90,0±0,988**	8,63±5,80
Екскреція білку, мг/100 мкл КФ	0,031±0,0037	60,5±11,46	0,017±0,0038***	47,6±7,14	0,29±0,089**	60,7±11,08	0,06±0,017*	39,2±7,18
Ескреція Na+ з сечею, мкмоль/100 мкл КФ	1,01±0,152	32,5±5,61	0,37±0,050***	35,3±3,21	1,05±0,169	37,7±7,71	1,39±0,385*	51,4±11,56
Концентрація Na+ в плазмі крові, ммоль/л	126,±1.07	1,41±0,28	136,3±2,583***	4,22±0,56***	135,1±3,27*	8,79±3,18*	127,5±2,14*	9,6±5,81
Фільтраційна фракція Na+, мкмоль/хв	56,6±6,00	22,4±5,62	63,7±4,59	18,7±3,14	36,7±4,43**	29,2±4,25	45,2±5,52*	20,1±5,28
Абсолютна реабсорбція Na+, мкмоль/хв	56,5±5,99	22,4±5,62	63,6±4,59	18,7±3,14	38,0±4,48*	28,3±4,07	45,2±5,54*	19,9±5,16
Відносна реабсорбція Na+, %	99,9±0,010	0,02±0,004	100,0±0,01**	0,02±0,01	99,9±0,06	4,31±3,63	99,9±0,03	7,3±6,31
Кліренс безнатрієвої води, мл/2 год	3,65±0,394	21,4±4,23	3,33±0,230	12,8±3,28	4,64±0,459	27,8±2,36	3,97±0,255	15,0±5,52
Проксимальний транспорт Na+ , мкмоль/100 мкл КФ	11,7±0,129	1,71±0,49	12,8±0,26***	4,59±0,43***	11,6±0,27	8,33±3,06*	11,5±0,23*	10,3±5,40
Дистальний транспорт Na+,мкмоль /100 мкл КФ	0,876±0,0765	19,3±3,78	0,83±0,067	12,1±2,01	1,95±0,182***	18,6±2,61	1,27±0,127**	26,0±9,57
Eкскреція H+/100 мкл КФ	0,42±0,164	87,8±40,36	0,39±0,110	41,5±5,40	0,52±0,178	68,1±8,70	0,17±0,066	93,9±15,96*

Размещено на http://www.allbest.ru/

Засоби протекції токсичного впливу солей кадмію та свинцю. Профілактичне введення фітокомпозиції ПФ-1 стримувало гальмівний вплив ВМ на приріст маси тіла тварин. На тлі дії кадмію хлориду завдяки ПФ-1 приріст маси тіла СНЗ тварин зріс в 2,5 раза (Р0,001), у СЗ ? в 3,4 раза (Р0,01) порівняно з дією солі металу. У СНЗ тварин, яким уводили свинцю ацетат і ПФ-1, приріст маси тіла склав 46% проти вихідного рівня, чим наблизився до рівня контрольних тварин, а у СЗ тварин, у яких приросту маси тіла за свинцевої інтоксикації не було, маса тіла зросла на 8,1% (Р0,01) проти вихідного рівня.

Уведення ПФ-1 коригувало Км органів тварин залежно від ступеня їх змін за умов металотоксикозу.

Поєднане введення солі металу і ПФ-1 значно зменшило накопичення ВМ в органах тварин. Так, у нирках СНЗ тварин, де накопичення кадмію було найвищим, завдяки ПФ вміст металу зменшився в 1,7 раза (Р<0,001) у СЗ - в 2,5 раза (Р<0,001). За свинцевої інтоксикації накопичення металу в нирках зменшилося в 1,8 раза (Р<0,001). Ще одним органом, де накопичення металів було високим, виявилася печінка. Завдяки ПФ-1 у печінці СНЗ тварин вміст кадмію зменшився в 1,8 раза, свинцю ? в 2,7 раза (Р<0,001), у СЗ - в 2,3; 2,6 раза (Р<0,001), відповідно.

Паралельне введення з сіллю металу ПФ-1 коригувало порушений рівень показників про- та антиоксидантного гомеостазу. Виразніша протективна дія препарату простежувалася у СЗ тварин, про що засвідчили показники мезору та структури хроноритмів ОМБ і ферментів антиоксидантного захисту .

ПФ-1 повністю запобіг морфологічним змінам у нирках тварин. Поширеність дистрофії гепатоцитів у СЗ щурів за свинцевої інтоксикації знизилася більше як наполовину (Р<0,001), у СНЗ тварин - на 25%. За інтоксикації кадмієм - на 30% у СЗ і на 20% у СНЗ тварин.

Тривале введення ПФ-1 разом з сіллю металів відновило швидкість КФ до рівня контрольних показників, усунуло ретенційну азотемію. Мезор концентрації креатиніну в плазмі крові тварин знизився вдвічі (P<0,001) і наблизився до контрольних значень, залишаючись дещо вищим контролю у СНЗ тварин.

Профілактичне введення ПФ-1 запобігало протеїнурії як за кадмієвої, так і, особливо, свинцевої інтоксикації. Мезор концентрації білка у СНЗ тварин на тлі свинцевої інтоксикації зменшився вдвічі (Р<0,001), у СЗ тварин ? в 6,6 раза (Р<0,05). Поєднане з токсикантом уведення ПФ-1 активізувало транспорт іонів натрію в нефроні, що сприяло збільшенню реабсорбції та затримці іонів натрію в організмі тварин.

Рис. 4. Коригувальний вплив «Поліфітолу-1» (ПФ) на транспорт іонів натрію в проксимальному відділі нефрону за інтоксикації кадмію хлоридом (Cd) та свинцю ацетатом (Pb) у СНЗ щурів. * - вірогідність різниці порівняно з контролем.

Втрати іонів натрію на тлі кадмієвої інтоксикації зменшилися майже в 4 рази (Р<0,001), концентрація іонів натрію в плазмі крові утримувалась на рівні контрольних тварин. Істотно зросли процеси транспорту цього катіону в проксимальному відділі нефрону. У СНЗ щурів проксимальна реабсорбція іонів натрію зросла (рис. 4) на тлі кадмієвої інтоксикації в 2,6 раза (р<0,001), у СЗ щурів збільшення було менш виразним.

За дії свинцю ацетату у СНЗ тварин при збереженні структури хроноритму і вдвічі зменшеної амплітуди, мезор біоритму проксимальної реабсорбції збільшився в 2,1 раза (Р<0,001) і наблизився до показника контрольних тварин. Стандартизований до швидкості КФ транспорт іонів натрію в дистальному відділі нефрону у тварин обох вікових груп зменшувався.

Отже, ПФ-1 проявив коригувальний вплив на валові показники і структуру хроноритмів екскреторної, іонорегулювальної та кислоторегулювальної функцій нирок у щурів різного віку в залежності від ступеня порушень за дії токсикантів.

В окремій серії дослідів експериментально доведено вікові особливості нефропротекторної дії оригінального вітчизняного препарату тіотриазоліну за кадмієвої інтоксикації у СНЗ і СЗ щурів на підставі нормалізації показників екскреторної, іонорегулювальної і кислоторегулювальної функцій нирок.

Таким чином, хронобіологічні показники функцій нирок є найбільш значущими щодо вікової організації функцій нирок і є чутливими критеріями токсичного ураження органу при інтоксикації ВМ. Усебічне вивчення моніторингу біоритмічної організації функцій нирок за токсичної дії ВМ є перспективним для впровадження в клініку нових методів діагностики важкості токсичного ураження нирок і може сприяти розробці адекватних методів корекції та профілактики техногенних уражень.

Висновки

У дисертаційні роботі наведено теоретичне узагальнення та нове вирішення наукового завдання щодо встановлення вікових особливостей токсичного впливу на організм і хроноритмологічну організацію функцій нирок (екскреторної, іоно- та кислоторегулювальної) за субхронічної інтоксикації малими дозами кадмію хлориду і свинцю ацетату та вперше доведено коригувальний вплив на уражений організм статевонезрілих і статевозрілих щурів вітчизняних препаратів - фітокомпозиції “Поліфітол-1” та антиоксидантного засобу політропної дії тіотриазоліну.

1. У процесі статевого дозрівання щурів відбуваються становлення і перебудови хроноритмів екскреторної, іоно- та кислоторегулювальної функцій нирок. З віком зростає клубочкова фільтрація, підвищується ренальна здатність до ретенції іонів натрію, змінюється архітектоніка хроноритмів.

2. Солі кадмію і свинцю при тривалому (30 діб) надходженні в малих дозах зумовлюють ендогенну інтоксикацію організму, що стримує фізіологічний приріст маси тіла тварин. Кадмію хлорид (0,03 мг/кг) зменшує приріст маси тіла статевонезрілих тварин у 3,7 раза (Р<0,001), свинцю ацетат ? у 4,6 раза (Р<0,001). Маса тіла статевозрілих щурів за дії кадмію хлориду зросла на 7,6% (у контрольних - на 17,2%), під впливом свинцю ацетату ? зменшилася відносно вихідного рівня. У статевонезрілих тварин зменшився коефіцієнт маси печінки за кадмієвої інтоксикації на 18,5 %, за свинцевої - на 10,6 %, у статевозрілих тварин зменшився коефіцієнт маси нирок ? на 28,8% і 40,9%, відповідно, і на 58,7% зросли коефіцієнти маси серця.

3. Субхронічне надходження малих доз кадмію хлориду і свинцю ацетату сприяє накопиченню відповідних металів в організмі тварин. Градієнт розподілу кадмію в тканинах статевонезрілих і статевозрілих щурів суттєво не відрізняється ? нирки > печінка > серце > скелетний мґяз > мозок. Градієнт розподілу свинцю у статевонезрілих тварин ? нирки > мозок > скелетний мґяз > печінка > серце; у статевозрілих - нирки > печінка > мозок > скелетний мґяз > серце.

4. При субхронічній інтоксикації кадмію хлоридом і свинцю ацетатом виникають морфологічні зміни в печінці тварин у вигляді зернистої і гідропічної дистрофії гепатоцитів, поширеніші за свинцевої інтоксикації у статевозрілих щурів. При дії свинцю ацетату спостерігаються також дистрофічні зміни в звивистих канальцях нирок у тварин обох вікових груп.

5. Показники про- та антиоксидантного гомеостазу у статевонезрілих і статевозрілих тварин мають циркадіанну періодичність та вікові особливості. Середньодобовий рівень вмісту окиснювально модифікованих білків у плазмі крові статевонезрілих щурів на 13% вищий, ніж у статевозрілих тварин, однак амплітуда коливань біоритму відносно мезору у 3,3 раза (Р<0,001) вища у статевозрілих щурів. Активність каталази плазми крові у статевонезрілих щурів в 1,6 раза вища (Р<0,001), ніж у статевозрілих. Добові хроноритми вмісту церулоплазміну в плазмі крові тварин різного віку суттєво не різняться.

1. На тлі субхронічної інтоксикації малими дозами кадмію хлориду і свинцю ацетату виникає стан окиснювального стресу, що проявляється у збільшенні мезору та порушенні фазності і структури хроноритмів окиснювально модифікованих білків у плазмі крові. Мезори та амплітуди хроноритмів активності ферментів антирадикального захисту вищі у статевозрілих тварин.

7. При тривалому надходженні в організм тварин різного віку кадмію хлориду та свинцю ацетату виникає десинхроноз інтегральних характеристик хроноритмів фільтраційно-реабсорбційних процесів, порушуються меха...