Биохимические исследования крови животных, подвергнутых комбинированному воздействию ацетата свинца и ЭМИ 65 ГГц

В настоящее время установлена выраженная биологическая активность крайне высокочастотного электромагнитного излучения (КВЧ ЭМИ) низкой интенсивности, выявлена его способность модифицировать реакцию живых организмов на воздействие химических веществ и физических факторов [1]. Известно, что для начальной стадии интоксикации организма свинцом характерна повышенная утомляемость, которая может быть обусловлена как функциональными расстройствами центральной нервной системы, так и проявлением оксидативного стресса. Ранее в экспериментах по определению общей физической выносливости животных в тесте плавания нами был обнаружен эффект потенцирования КВЧ ЭМИ токсического воздействия ацетата свинца [2]. Для выяснения механизма этого эффекта необходимы биохимические исследования.

Цель данной работы: определить характер совместного действия КВЧ-излучения и ацетата свинца на организм млекопитающих по изменению активности креатинкиназы (КК), лактатдегидрогеназы (ЛДГ) и концентрации малонового диальдегида (МДА).

Экспериментальная часть. Эксперименты проводились на белых беспородных крысах массой 200±30 г. Водные растворы ацетата свинца Pb(CH 3 COO) 2 •3H 2 O в дозе 1,2 мг/кг вводили перорально. В качестве источника ЭМИ использовался генератор Г4-142. Лабораторных животных, помещенных в стеклянный сосуд, облучали через отверстие с помощью пирамидальной

Баулин Сергей Иванович, доктор медицинских наук, профессор кафедры «Природная и техносферная безопасность»

рупорной антенны длиной 12 см при комнатной температуре (21±1,0)оС в течение 30 минут в режиме непрерывной генерации ЭМИ с частотой 65 ГГц, ППЭ = 120 мкВт/мин∙см2. При облучении животных не фиксировали.

Перед началом эксперимента животные были взвешены и разделены на 4 группы по 6 особей в каждой. Животным 1-ой группы перорально вводили раствор ацетата свинца в дозе 1,2 мг/кг через зонд (объем раствора 1,7-2,3 мл в зависимости от массы животных). Животным 2ой группы вводили аналогичный объем раствора, а затем подвергали воздействию ЭМИ КВЧ. Животные 3-ей группы подвергались воздействию ЭМИ КВЧ перед введением раствора ацетата свинца. Животным 4-ой группы вводили дистиллированную воду в том же объеме. Эксперимент проводился в течение 10 суток. Перед началом и по окончании эксперимента у животных отбиралась кровь из подъязычной вены. Сыворотку крови готовили по стандартной методике. Анализ ферментов проводился на полуавтоматическом биохимическом анализаторе Sinnova BS-3000P. Для определения активности ЛДГ использовали кинетический метод, КК – ферментативный кинетический метод [3]. Содержание МДА в эритроцитах крови определялось по реакции между МДА и тиобарбитуровой кислотой [4]. Математическую обработку полученных данных проводили с использованием компьютерной программы Excel 2000. Рассчитывали среднее арифметическое, доверительный интервал, стандартное отклонение активности ферментов и концентрации МДА. Статистическая достоверность всех представленных результатов оценивалась с использованием t-критерия Стьюдента и составляла 95%.

Результаты и их обсуждение. Определялась концентрация МДА и анализировалась активность ферментов КК и ЛДГ. Выбор данных показателей обусловлен следующими причинами:

• 1.    Уменьшение потребления кислорода и увеличение скорости анаэробных процессов в тканях, т.е. усиление процесса гликолиза, можно фиксировать по изменению активности фермента ЛДГ.

• 2.    Функциональные нарушения мышечной ткани, можно фиксировать по изменению активности КК.

• 3.    Возникновение окислительного стресса, связанного с образованием активных форм

кислорода, можно определить по изменению концентрации МДА.

Результаты исследований активности КК и ЛДГ представлены в табл. 1, из которой видно, что за 10 дней всех видов воздействий активность КК и ЛДГ в крови животных увеличивается во всех группах. Увеличение актив ности указанных ферментов у животных контрольной группы мы связываем с эмоциональным стрессом (боль, страх), которые животные испытывают при пероральном введении воды.

Таблица 1. Изменение активности ферментов крови при изолированном и комбинированном воздействии ацетата свинца и ЭМИ

Чтобы сравнить результаты, полученные при различных видах воздействия, мы рассчитали относительное изменение ферментативной активности ∆Е отн по следующей формуле:

∆Еотн =(Еi – Еj) / (Еki – Еkj) * 100%, где Еi – активность фермента в первый день эксперимента до введения раствора ацетата свинца; Еj – активность фермента в последний день эксперимента; Еki – активность фермента в контрольной группе в первый день эксперимента до введения дистиллированной воды; Еkj – активность фермента в контрольной группе в последний день эксперимента.

По результатам расчетов построены диаграммы, представленные на рис. 1 и 2. Из рис. 1 видно, что активность КК у животных, подвергавшихся воздействию ацетата свинца по сравнению с контролем увеличивается незначительно ≈ на 7%, такое изменение не является статистически достоверным, т.е. мы не можем утверждать, что свинец в выбранной дозе влияет на активность КК.

Рис. 1. Относительное значение изменения активности КК при изолированном и комбинированном воздействии ацетата свинца в дозе 1,2 мг/кг и ЭМИ 65 ГГц. 100% соответствует изменению активности КК в контрольной группе животных

Что касается эффектов комбинированного воздействия (свинец + ЭМИ; ЭМИ + свинец), мы наблюдаем, значительное уменьшение активности КК по сравнению с контролем, ≈ на 40-50%. Вероятно это связано с корригирующим действием ЭМИ на нервную систему животных, испытывающих эмоциональный стресс. Косвенным подтверждением данного предположения является максимальное уменьшение активности КК при последовательном воздействии на животных сначала ЭМИ, а затем свинца. Снижение стрессовой нагрузки на организм при воздействии ЭМИ КВЧ отмечается и в работе [1]. Из диаграммы, представленной на рис. 2, видно достоверное увеличение активности ЛДГ при изолированном воздействии ацетата свинца (≈60%). Т.е. в данном случае мы регистрируем последствия не только эмоционального, но и химического стресса, вызванного действием свинца. При сочетанном воздействии в последовательности – свинец, ЭМИ – наблюдается значительное снижение активности ЛДГ относительно контроля, на 50%. Этот эффект невозможно объяснить только коррекцией психо-эмоционального состояния животных. Видимо, ЭМИ КВЧ корригирует процессы, связанные с аэробным дыханием.

Избыток кислорода в тканях может привести к оксидативному стрессу, который регистрируется по изменению содержания МДА в эритроцитах крови. Результаты анализа МДА в крови животных всех опытных групп представлены на рис. 3. Из диаграммы видно, что достоверных изменений данного показателя не наблюдается ни в одной из исследуемых групп. Незначительные изменения концентрации МДА можно объяснить тем, что выбранная нами концентрация ацетата свинца оказалась мала для возникновения окислительного стресса, кроме того, известно, что крысы являются наиболее устойчивыми к действию свинца.

Рис. 2. Относительное значение изменения активности ЛДГ при изолированном и комбинированном воздействии ацетата свинца в дозе 1,2 мг/кг и ЭМИ 65 ГГц. 100% соответствует изменению активности ЛДГ в контрольной группе животных

Рис. 3. Изменение содержания МДА в эритроцитах крови при изолированном и комбинированном воздействии ацетата свинца в дозе 1,2 мг/кг и ЭМИ 65 ГГц

Выводы: на основе полученных данных можно заключить, что обнаруженный нами ранее эффект снижения работоспособности животных при комбинированном воздействии свинца и ЭМИ КВЧ не связан с потенцированием токсического действия свинца электромагнитным излучением, а, вероятно, обусловлен стремлением животных сохранить метаболическую энергию для противостояния химическому стрессу. Результаты проведенных исследований позволяют рассматривать КВЧ-излучение в качестве адапто-гена при химическом и эмоциональном стрессах.