|
ТОКСИКОЛОГІЯ ПЕСТИЦИДІВ УДК 615.9+612.01.015.3 О.П. Жмінько, О.П. Надточій, М.Г. Проданчук ВПЛИВ ІВІНУ НА БІЛКОВИЙ ОБМІН ЩУРІВ ПРИ СУБХРОНІЧНОМУ НАДХОДЖЕННЮ ДО ОРГАНІЗМУІнститут екогігієни і токсикології ім. Л.І.Медведя, Київ В останні два десятиріччя у системі захисту рослин широко застосовуються регулятори росту як природнього, так і синтетичного походження, що дає можливість суттєво підвищити урожайність і якість рослинної продукції. Серед зареєстрованих регуляторів росту рослин (РРР) в Україні більшість є малотоксичними сполуками і використовуються, як правило, в малих нормах витрат, що є позитивним з точки зору профілактичної токсикології. Однак, враховуючи, що РРР мають високу фізіологічну активність, залишається актуальною проблема дослідження шкідливої дії та оцінки їх потенційної небезпечності для здоров'я людини в низьких і наднизьких дозах, які реально можуть бути в навколишньому середовищі. В Україні на основі похідних N-оксид піридину створено ряд нових РРР широкого спектру дії. Серед них найбільш розповсюджений в сільскому господарстві знайшов стимулятор росту — івін (N-оксид 2,6-диметилпіридину). Відомо, що рістстимулююча дія івіну на рослинний організм обумовлена підвищенням проникливості клітинних мембран, що сприяє прискоренню транспорту поживних речовин у клітину. Однак, основним в механізмі його рістстимулюючої дії на рослинний організм є активація синтезу біомакромолекул — РНК і білків [1]. Показано також, що івін не чинить дестабілізуючої дії на мембрани еритроцитів щурів та людини, але токсично впливає на мембрани мітохондрій гепатоцитів щурів, а саме — знижує активність мембранозв`язаних ферментів, які відповідають за окисно-відновні процеси в мітохондріях [2]. Дані щодо впливу івіну на білоксинтетичні процеси в організмі ссавців у літературі відсутні. В зв'язку з цим задачею даної роботи було дослідження впливу івіна на білковий обмін в організмі тварин. Відомо, що синтез білку в клітині є складним багатостадійним процесом в якому безпосередню участь приймають нуклеїнові кислоти та багаточисленні ферменти. Регуляція цього процесу здійснюється нервовою та гормональною системами [3]. Прослідити весь ланцюжок білоксинтетичних процесів і обміну білку в організмі від синтезу нуклеїнових кислот і специфічних білків тканин до найпростіших продуктів їх розкладу є багатогранною і складною задачею. В даній роботі висвітлені тільки деякі сторони стану білкового синтезу і обміну білків, що дає загальну уяву про вплив івіну на ці процеси. Матеріали та методи досліджень Дослідження проведені на щурах-самках лінії Вістар при пероральному введенні івіну протягом 6 місяців. Водні розчини івіну вводили у шлунок щурів за допомогою металевого зонду в дозах 13, 1,3, 0,13, 0,013 мг/кг маси тіла (1/100, 1/1000, 1/10000 і 1/100000 ЛД50, відповідно). Інтегральним показником щодо рістстимулюючої дії речовин є маса тіла тварин. Тому в динаміці реєстрували масу тіла та визначали її приріст. Через 1, 2, 3 та 6 міс вивчали біохімічні показники, що відображають деякі сторони синтезу білку і білкового обміну. Відомо, що важливу роль в білоксинтетичних процесах відіграють нуклеїнові кислоти. ДНК є носієм інформації про структуру білків клітин. Генетична інформація зосереджена в хромосомній ДНК, яка знаходиться переважно в ядрі. ДНК безпосередньо не приймає участі в синтезі білку, але визначає точну послідовність амінокислот в різних білках і функціонально пов'язана з і-РНК. Інформаційній РНК відводиться основна роль в процесі синтезу білків. Її вміст вищий в тих клітинах і тканинах, де відбувається інтенсивний синтез, ріст і розмноження клітин [3, 4]. Тому об'єктом наших досліджень була печінка щурів, оскільки вона містить значну кількість нуклеїнових кислот та є місцем синтезу білків плазми. Вміст ДНК і РНК в печінці щурів визначали за допомогою методу [5]. В організмі тварин і людини відбувається інтенсивне взаємоперетворення білків крові і білків тканин. Це призводить до того, що між кількістю білків плазми крові і вмістом білків в тканинах встановлюється відносна рівновага [3]. Основний синтез білків плазми відбувається в печінці. При порушенні синтезу білків змінюється вміст загального білку плазми крові. В зв'язку з цим визначали кількість білку в тканині печінки за методом [6], загального білку плазми крові — біуретовим методом [7]. Активність ферментів амінотрансфераз, які приймають безпосередню участь у переамінуванні амінокислот — аланін- і аспартатамінотрасферази, визначали за методом [8]. В результаті розпаду білків утворюються амінокислоти, які потім під дією різних ферментів піддаються перетворенню до кінцевих продуктів азотистого обміну — аміаку, вуглекислого газу, води із звільненням енергії [3]. Весь азот, що входить до складу амінокислот у ссавців, головним чином виділяється із організму, у вигляді сечовини. В процесі перетворення амінокислот в організмі також утворюються азотисті небілкові речовини, які входять до складу тканин. До них відносяться креатин і продукт його ангідризації — креатинин, а також карнітин, карнозин, глутатіон та інші. Азотисті продукти білкового обміну в постійній кількості знаходяться в плазмі крові. В сумі вони складають фракцію залишкового азоту. Найбільша фракція залишкового азоту є сечовина, креатин і креатинин [3]. В зв'язку з зазначеним, для оцінки білкового обміну при дії івіну в плазмі крові та сечі визначали вміст сечовини за допомогою стандартного набору Біотест-Лахема і креатинину [9]. Вміст білку в сечі визначали за допомогою проби з сульфасаліциловою кислотою [10]. Отримані результати піддавали статистичній обробці на мікро-ЕВМ [11]. Визначали середню арифметичну (Х), критерій Стьюдента (t) і вірогідність даних (Р). Результати та їх обговорення Динаміка маси тіла щурів надана на рис. 1. При дії івіну на всіх рівнях доз маса тіла піддослідних щурів вірогідно не відрізнялась від контролю. Приріст маси тіла тварин вірогідно збільшувався (на 48,8%) тільки при дії івіну в дозі 13 мг/кг через 2 міс досліджень. При дії івіну в менших дозах спостерігалось зменшення прирісту маси тіла тварин, але виявлені зміни не були вірогідними. Результати досліджень вмісту нуклеїнових кислот подано на рис. 2, білку та продуктів розкладу білків у сироватці крові та сечі — в табл. 1 і 2. Як видно із рис. 2, івін в дозі 13 мг/кг не викликав змін вмісту ДНК і РНК в тканинах печінки щурів протягом всього експерименту. Однак, через 2 міс досліджень, в порівнянні з контрольною групою тварин, відмічалась тенденція до збільшення величини співвідношення РНК/ДНК на 20,4%, білку в печінці — на 15,5%. Крім того (табл. 1 і 2) спостерігалось збільшення вмісту сечовини в крові — на 15,8% та сечі — на 23,9%, креатинину в сечі — на 21,5%, але ці зміни не були вірогідними. Виявлене дозволяє припустити, що івін в даний проміжок часу незначно інтенсифікує як білоксинтетичні процеси, так і розпад білків. Через 3 міс досліджень залишалась тенденція до збільшення вмісту в сечі продуктів розкладу білків: сечовини — на 26,6%, креатинину — на 9,9%. Через 6 міс змін досліджених показників не спостерігалось. Івін в дозі 1,3 мг/кг через 2 міс викликав вірогідне підвищення вмісту РНК (на 35%), величини співвідношення РНК/ДНК (на 47,4%) та рівня білку в печінці на 46%. Через 6 міс виявлено вірогідне зменшення вмісту білку в печінці (на 45%) та активності АЛТ в сироватці крові (на 22%), спостерігалась тенденція до зниження вмісту сечовини у сироватці крові (на 21,7%) та сечі (на 20%). Не виключено, що івін через 2 міс збільшує інтенсивність синтезу білку, через 6 міс зміни досліджених показників можуть свідчити про деяке гальмування синтезу білку, що, можливо, пов'язано з порушенням переамінування амінокислот. При дії івіну в дозі 0,13 мг/кг через 2 міс спостерігалось вірогідне збільшення білку в сечі (на 36%) та тенденція до збільшення вмісту креатинину в сечі (27,5%). Через 3 міс виявлено вірогідне зниження вмісту загального білку в сироватці крові (на 9,4%), збільшення білку (на 29,2%) та сечовини (на 37%) в сечі, що може бути, імовірно, наслідком інтенсифікації розкладу білку і прискорення їх виведення з організму завдяки збільшенню фільтраційної і видільної функції нирок. Через 6 міс всі досліджені показники були на рівні контролю. При дії івіну в дозі 0,013 мг/кг тільки через 1 міс спостерігалось вірогідне збільшення білку в печінці на 85,3%. При цьому реєструвалась тенденція до зниження вмісту нуклеїнових кислот (РНК — на 12,7%, ДНК — на 27,5%) і приросту маси тіла піддослідних тварин. В подальші терміни експерименту досліджені показники були на рівні контролю. Виявлені зміни, можливо, пов'язані з незначною дестабілізацію синтетичних процесів в організмі, які носять транзиторний характер. Висновки 1. При хронічній дії івіну на організм щурів на всіх рівнях досліджених доз в окремі терміни експерименту спостерігається порушення рівноваги між синтезом і розкладом білку, але ці зміни носять транзиторний характер. 2. Вираженість та направленість змін обміну білку не залежать від дози і часу дії івіну. 3. Оскільки виявлені зміни нестабільні, носять транзиторний характер, не супроводжуються зміною росту тварин, можна вважати, що на дослідженому рівні доз івін не викликає суттєвих порушень синтезу і обміну білку. 4. Відсутність залежності "доза-ефект", "час-доза-ефект" необхідно враховувати при регламентації регуляторів росту рослин в об'єктах навколишнього середовища. Література |