.

Вплив кадмію на показники азотного і вуглеводного обміну в організмі щурів різного віку

Язык: украинский
Формат: курсова
Тип документа: Word Doc
1 4109
Скачать документ

2

НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ШЕПЕЛЬОВА ІРИНА АНАТОЛІЇВНА

УДК 577.1: 615.9: 546.48: 599.323.4

ВПЛИВ КАДМІЮ НА ПОКАЗНИКИ

АЗОТНОГО І ВУГЛЕВОДНОГО ОБМІНУ

В ОРГАНІЗМІ ЩУРІВ РІЗНОГО ВІКУ

03.00.04 – біохімія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Київ 2008

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Національному аграрному університеті Кабінету
Міністрів України

Науковий керівник кандидат біологічних наук, доцент

Мельникова Неля Миколаївна,

Національний аграрний університет,

професор кафедри біохімії тварин, якості і

безпеки сільськогосподарської продукції

імені акад. М.Ф. Гулого

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор, академік УААН

Герасименко Віктор Григорович,

Білоцерківський державний аграрний університет,

завідувач кафедри екології і біотехнології

доктор біологічних наук, старший науковий співробітник

Хижняк Світлана Володимирівна,

Київський національний університет

імені Тараса Шевченка,

провідний науковий співробітник

лабораторії фізико-хімічної біології

біологічного факультету

Захист відбудеться “29” лютого 2008 року о 1000 годині на засіданні
спеціалізованої вченої ради Д 26.004.08 у Національному аграрному
університеті за адресою: 03041, м. Київ – 41, вул. Героїв Оборони, 15,
навчальний корпус № 3, ауд.65

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного
університету за адресою: 03041, м. Київ – 41, вул. Героїв Оборони, 13,
навчальний корпус № 4, кімн.28

Автореферат розісланий “26” січня 2008 р.

Вчений секретар

cпеціалізованої вченої ради І.В. Калінін

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. 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). Ініціація окисної модифікації білків
є однією з ланок токсичного пошкодження клітин унаслідок порушення
функціонування цитоплазматичних ферментів і мембранних іонних насосів із
наступним запуском різноманітних механізмів руйнування клітин (Dean R.
T. et al., 1997).

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). Одним із механізмів токсичного
впливу кадмію є його здатність зв’язуватися з HS-групами білків, що
призводить до інгібування активності ферментів та утворення комплексних
сполук з органічними й неорганічними лігандами (Коротков С.А., 1996).

Іони кадмію є одним із факторів, які зумовлюють розвиток окисного
стресу, внаслідок чого відбувається модифікація амінокислот (Levine R.
L. et al., 1990; Мещишен І.Ф. та ін., 1999; Дубиніна О.Ю., 2001).
Модифікація амінокислотних залишків призводить до змін структурної
організації білкової молекули. Це супроводжується фрагментацією їх з
утворенням низькомолекулярних компонентів або агрегацією білкових
молекул, які підлягають дії активних форм кисню (Davies K. J. et al.,
1987; Starke-Reed P. E. et al., 1989; Levine R. L. et al., 1990). Крім
того, виникають зміни кислотно-лужного стану організму, змінюються
біохімічні показники крові. Порушення кислотно-лужного стану пов’язані з
накопиченням кислих продуктів обміну, внаслідок чого виникає
метаболічний ацидоз (Мельничук Д.А., 1989; Засєкін Д.А. та ін., 2003;
Мельникова Н.М. та ін., 2004; Кравців Р.Й., Буцяк В.І., 2005).

Дослідження останніх років дозволили з’ясувати молекулярні механізми
участі спеціалізованих тіолових металотіонеїнів і глутатіону в процесах
детоксикації кадмію. Разом з цим важливу роль у детоксикації кадмію
можуть відігравати вільні амінокислоти крові та різних органів
(Кулинский В.И., 1990).

Вікові відмінності реакцій організму на вплив важких металів за багатьма
біохімічними показниками мають важливе значення в оцінці його чутливості
до утворення токсичних продуктів метаболізму. При цьому чутливість
організму до дії важких металів є більш вираженою у тварин в молодому
віці (Трахтенберг І.М., 2005). Гомеостатичний механізм цих змін
базується на тому, що молоді тварини мають високий рівень обмінного
нітрогену, що обумовлюється інтенсифікацією метаболізму (Agrawal H. C.
et al., 1968). З віком змінюється значною мірою не тільки концентрація
вільних амінокислот, але і їх співвідношення (Ларский Э.Г., 1990).

Нині недостатньо з’ясовані адаптаційні метаболічні зміни, що виникають у
відповідь на дію важких металів, та можливість їх корекції. У сучасній
науковій літературі відсутні дані щодо проведення системних досліджень
вмісту вільних амінокислот у крові та органах тварин різного віку,
отруєних кадмію сульфатом. Питання впливу кадмієвої інтоксикації на стан
метаболічного пулу вільних амінокислот в організмі, показники азотного
обміну, а також вміст метаболітів гліколізу і циклу трикарбонових кислот
у віковому аспекті вивчені недостатньо. Не з’ясовано вплив кадмію на
вміст вільних амінокислот, які беруть участь у процесах азотного та
вуглеводного обміну.

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.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна
робота є частиною науково-дослідних робіт кафедри біохімії тварин,
якості і безпеки сільськогосподарської продукції імені акад. М.Ф. Гулого
Навчально-наукового інституту ветеринарної медицини та якості і безпеки
продукції тваринництва Національного аграрного університету: “Вплив
кислотно-лужного стану на характер біологічної міграції важких металів в
організмі тварин” (№ держреєстрації 0101U001700) (2001 – 2005 рр);
“Вивчити біохімічну характеристику тканин організму тварин, токсикованих
важкими металами, та розробити способи їх елімінації” (№ держреєстрації
0106U003874) (2006 – 2010 рр).

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи було дослідити
вплив кадмію сульфату на показники азотного і вуглеводного обміну в
організмі щурів 3-, 6 – і 18-місячного віку.

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;

дослідити кількісний склад вільних амінокислот у крові, печінці, нирках,
легенях, серці та селезінці щурів 3-, 6 – і 18-місячного віку і при
введенні кадмію сульфату;

дослідити концентрації показників азотного обміну – аміаку, креатиніну,
сечовини та загального білка в крові щурів 3-, 6 – і 18-місячного віку і
за умов уведення кадмію сульфату;

визначити вміст метаболітів гліколізу – пірувату, лактату в печінці та
крові щурів 3-, 6 – і 18-місячного віку і за умов уведення кадмію
сульфату;

визначити вміст метаболітів циклу трикарбонових кислот – малату,
оксалоацетату та б-кетоглутарату в печінці та крові щурів 3-, 6 – і
18-місячного віку і за умов уведення кадмію сульфату;

виявити взаємозв’язок між змінами показників азотного і вуглеводного
обміну в крові щурів 3-, 6 – і 18-місячного віку та при введенні кадмію
сульфату.

Об’єкт дослідження вплив кадмію сульфату на вміст вільних амінокислот у
крові та органах, на концентрацію показників азотного обміну в крові, а
також на вміст метаболітів гліколізу і циклу трикарбонових кислот у
печінці та крові щурів 3-, 6 – і 18-місячного віку.

Предмет дослідження – показники азотного обміну – амінокислоти, аміак,
сечовина, креатинін, загальний білок; показники вуглеводного обміну –
лактат, піруват, малат, оксалоацетат, б-кетоглутарат; кров, печінка,
нирки, легені, селезінка, серце щурів 3-, 6 – та 18-місячного віку при
введенні кадмію сульфату.

Методи дослідження – біохімічні, спектрофотометричні, спектральні,
хроматографічні, статистичні.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше проведено дослідження
амінокислотного спектра крові та внутрішніх органів щурів різного віку
за умов уведення кадмію сульфату. Встановлено вікові особливості якісних
і кількісних характеристик вільних амінокислот у крові та внутрішніх
органах інтактних щурів 3-, 6 – і 18-місячного віку, а також показано,
що в крові та внутрішніх органах щурів 3-місячного віку метаболічний пул
вільних амінокислот є найвищим. Виявлено, що введення кадмію сульфату
призводить до зміни метаболічного пулу вільних амінокислот у крові та
внутрішніх органах щурів різного віку, а зміни вмісту вільних
амінокислот мають виражену вікову залежність, яка найбільшою мірою
проявляється у щурів 3-місячного віку. Встановлено, що у крові щурів
різного віку за умов уведення кадмію сульфату відбуваються зміни в
концентрації показників, які характеризують стан азотного обміну:
підвищується концентрація сечовини, аміаку та креатиніну, знижується
концентрація загального білка. Вперше досліджено віковий аспект змін
вмісту метаболітів гліколізу (пірувату і лактату) та циклу трикарбонових
кислот (малату, оксалоацетату і б-кетоглутарату) у крові та печінці
інтактних щурів і за умов уведення кадмію сульфату. Наукова новизна
одержаних результатів дисертаційної роботи підтверджена патентом на
винахід.

Практичне значення одержаних результатів. Результати проведених
досліджень щодо визначення амінокислотного складу та показників азотного
і вуглеводного обміну розширюють сучасні уявлення про механізми впливу
кадмію на організм тварин залежно від віку. З метою контролю за станом
обміну речовин в організмі і профілактики патологій при отруєнні важкими
металами необхідно систематично контролювати вміст амінокислот і
метаболітів азотного та вуглеводного обміну в крові та внутрішніх
органах таких тварин. Дослідження якісного та кількісного
амінокислотного пулу, а також вмісту метаболітів азотного і вуглеводного
обміну в організмі тварин різного віку при введенні кадмію сульфату
необхідно проводити для корекції та нормалізації метаболізму в їхньому
організмі. Одержані результати досліджень можуть бути використані в
навчальному процесі в закладах біологічного, медичного та ветеринарного
профілю, а також у науковій та практичній роботі для наукового
обґрунтування корекції азотного і вуглеводного обміну отруєних важкими
металами тварин, які перебувають на забруднених територіях.

Особистий внесок здобувача. Дисертаційне дослідження є самостійно
виконаною роботою. Автором проаналізовано дані літературних першоджерел
згідно з темою досліджень, проведено експериментальні дослідження,
статистичну обробку одержаних результатів, виконано та оформлено
дисертаційну роботу. Планування і формулювання завдань роботи, розробку
схеми досліджень, аналіз та інтерпретацію одержаних результатів,
основних положень і висновків здійснено за участю наукового керівника.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідались на
Міжнародній науково-практичній конференції “Біологічні основи здоров’я
та продуктивності тварин” (10 – 11 червня 2004 р., м. Львів);
Міжнародній науково-практичній конференції “Ветеринарна медицина – 2005:
сучасний стан та актуальні проблеми забезпечення ветеринарного
благополуччя тваринництва” (30 травня – 4 червня 2005 р., АР Крим, м.
Ялта); ІІІ Міжнародному конгресі спеціалістів ветеринарної медицини (4 –
7 жовтня 2005 р., м. Київ); Міжнародній науково-практичній конференції
“Сучасні проблеми біохімії, фізіології та функціональної морфології
продуктивних тварин” (24 – 25 листопада 2005 р., м. Дніпропетровськ);
ІІ, ІІІ Міжнародній конференції студентів і аспірантів “Молодь і поступ
біології” (21 24 березня 2006 р., 23 – 27 квітня 2007 р., м. Львів);
конференції професорсько-викладацького складу, наукових співробітників і
аспірантів Навчально-наукового інституту ветеринарної медицини та якості
і безпеки продукції тваринництва (5 6 квітня 2006 р., 16 17 березня
2007 р., м. Київ); Міжнародній науково-практичній конференції молодих
вчених та спеціалістів “Молоді вчені у вирішенні проблем аграрної науки
і практики” (15 – 16 червня 2006 р., м. Львів); Міжнародній
науково-виробничій конференції “Актуальні питання ветеринарної патології
та морфології тварин”, присвяченій 100-річчю з дня народження професора
Авророва А.А. (22 23 червня 2006 р., м. Воронеж); IX Українському
біохімічному з’їзді (23 – 27 жовтня 2006 р., м. Харків); V державній
науково-практичній конференції “Аграрна наука виробництву” (23 25
листопада 2006 р., м. Біла Церква); ІІ Міжнародній конференції молодих
учених “Біологія: від молекули до біосфери” (19 – 21 листопада 2007 р.,
м. Харків).

Публікації. Основні експериментальні матеріали за темою дисертації
опубліковано в 16 наукових роботах, з них 4 статті у фахових наукових
виданнях, що входять до переліку ВАК України, 2 статті – у збірниках
наукових праць, 8 тез – у матеріалах і збірниках наукових конференцій,
з’їзду та конгресу, 1 методичні рекомендації та 1 патент на корисну
модель.

Обсяг і структура дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу,
огляду наукової літератури, матеріалів і методів досліджень, результатів
експериментальних досліджень, узагальнення результатів досліджень,
висновків, списку використаних джерел, що включає 308 найменувань, з
яких 135 латиницею, 8 додатків. Робота викладена на 186 сторінках
комп’ютерного тексту, ілюстрована 28 таблицями та 2 рисунками.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали і методи досліджень. Дослідження проводились на самцях щурів
лінії Вістар, які утримувались на стандартному раціоні. 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).

Отруєння кадмію сульфатом (у подальшому кадмій) проводилося шляхом
щоденного внутрішньочеревного введення кадмію сульфату в 0,89% розчині
натрію хлориду, з розрахунку 0,134 мг/100 г маси тіла тварини, що
становить 1/50 LD50 (Филова В.А. и др., 1988; Трахтенберг И.М. и др.,
1994). Інтактним тваринам внутрішньочеревно вводився відповідний об’єм
0,89% розчину натрію хлориду. Дослід тривав 14 діб. Тварин декапітували
під ефірним наркозом на 15 добу від початку досліду.

Дослідні тварини були поділені на 2 групи: І – інтактні щури; ІІ – щури,
яким уводили кадмію сульфат (у подальшому щури, отруєні кадмію
сульфатом). Проведено 3 серії дослідів. Першу серію проведено на щурах
3-місячного віку; другу – на щурах 6-місячного віку; третю – на щурах
18-місячного віку.

Матеріалом для дослідження слугували кров і внутрішні органи: печінка,
нирки, селезінка, легені, серце. 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.

Концентрацію глюкози, сечовини, загального білка та креатиніну у крові
визначали за допомогою біохімічного аналізатора Microlab – 200
(Нідерланди). Дослідження проводилися згідно з методиками, визначеними
інструкцією, з використанням стандартних наборів реагентів фірми “Human”
(Україна). Концентрацію аміаку у крові досліджували за методом Сілакової
(Силакова Г.И., 1969). Визначення якісних і кількісних характеристик
вільних амінокислот у зразках крові та внутрішніх органів проводилося
методом рідинної іонообмінної хроматографії на амінокислотному
аналізаторі ААА Т-339 М фірми “Мікротехна” (Чехія) (Овчинников Ю.А.,
1974; Козаренко Т.Д., 1975). Вміст метаболітів циклу трикарбонових
кислот і гліколізу визначали в крові та печінці методами ферментативного
аналізу (Асатиани В.С., 1969).

Результати досліджень підлягали статистичному аналізу. Достовірність
одержаних результатів визначали за критерієм Стьюдента (Кучеренко М. Є.
та ін., 2001). Зміни вважалися достовірними при Р

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2020