Динамика инициации синтеза металлотионеина в печени крыс на фоне контаминации рациона 2ПДК свинца и применения различных доз бентонита

Металлотионеины (МТН) проявляют высокую аффинность к ионам многих тяжелых металлов [1,2]. Благодаря наличию редокс системы апотионеин-металлотионеин МТН участвуют в транспортных, антиоксидантных, детоксицирующих, модулирующих, регуляторных, сигнальных и других цитопротекторных функциях в организме животных и человека [3,4]. Наиболее активно МТН связывают ионы тяжелых металлов, в том числе свинца - широко распространенного токсиканта. Поэтому показатель концентрации МТН может служить индикатором напряженности течения металлотоксикозов даже в субклинической форме, так как синтез МТН находится в прямой зависимости от концентрации поступившего в организм токсиканта.

Целью исследований явилось изучение динамики синтеза МТН в печени белых крыс при контаминации рационов свинцом в дозе 2ПДК и применении различных доз высокодисперсного (1-6 мкм) бентонита Биклянского месторождения Республики Татарстан.

Материал и методы исследований. Эксперименты провели на 25 белых крысах, сформированных в 5 групп по 5 животных в каждой. Средняя живая масса животных составляла 100 г, длительность контаминации рациона свинцом и применения высокодисперсного бентонита составила 5 суток. В конце опыта животных декапитировали, в печени определяли концентрацию металлотионеинов методом Л.М. Шафрана и соавт. (2011). Схема опыта и полученные результаты представлены в таблице.

Как видно из таблицы - 5-дневная контаминация рационов 2ПДК свинца инициировала повышение синтеза МТН на 166,7% (2-я группа). Введение в рацион 1,0% бентонита способствовало повышению синтеза МТН только на 11,12%, что свидетельствует об эффективной адсорбции свинца в химусе пищеварительного тракта (3-я группа). На фоне введения в рацион бентонита в дозе 0,5% (4-я группа) отмечено повышение синтеза МТН на 66,65%, что уазывает на снижение адсорбции поступающего с кормом свинца. Доза бентонита 0,25% (5-я группа) оказалась недостаточной – синтез МТН повысился в два раза. Очевидно, что на фоне уменьшения концентрации бентонита снижается и уровень контактирования сорбента с ионами свинца в поверхностной фазе химуса пищеварительного тракта.

Таблица – Инициация синтеза металлотионеинов в организме крыс при контаминации рационов 2ПДК свинца и применении различных доз бентонита, нмоль/г

В опытах in vitro нами было установлено, что бентонит такой же дисперсности адсорбирует свинец в количестве 2,065 мг/г. Следовательно, включение бентонита в дозе 1,0% в рацион животных обеспечивает эффективную сорбцию свинца и в условиях пищеварительного тракта. По схеме опыта крысы получали рацион с содержанием свинца 10 мг/кг. В 1кг корма животных третьей группы содержалось 10 г бентонита. Таким образом, соотношение бентонита и свинца составляет (10000 мг : 10 мг) 1000 : 1. Очевидно, что это соотношение является оптимальным и гарантирует эффективное функционирование металлотионеиновой системы в организме животных. То есть, с микроколичествами всосавшегося токсиканта организм животных справляется самостоятельно и обеспечивает его выведение из организма, предупреждая его отложение в костной ткани.

В сравнительном аспекте в ранее проведенных исследованиях инициации синтеза МТН на фоне контаминации рационов крыс 2ПДК кадмия было установлено, что инициация синтеза была на 17% выше по сравнению со свинцом.

Возможно, это связано с большей аффинностью металлотионеинов к ионам кадмия и усилением их синтеза.

Таким образом, результаты эксперимента показали, что доза бентонита 1% от сухого вещества рациона оказывается эффективной при контаминации рационов 2ПДК свинца и может применяться в лечебных целях, так как повышение инициации синтеза металлотионеинов только на 11% означает, что цитопротекторные системы обеспечивают удаление токсиканта из организма. Относительно результатов по контрольной группе можно отметить, что значение 28,70±3,91 нмоль/г почти одинаково с аналогичным показателем контроля в ранее проведенных исследованиях и отражает физиологическую норму содержания металлотионеинов в печени крыс.

Применительно к практике кормления сельскохозяйственных животных необходимо учитывать, что многие сорбенты по мере продвижения химуса в пищеварительном тракте отчасти адсорбируют и жизненно необходимые микроэлементы. Поэтому с учетом реального загрязнения кормов свинцом менее предельно допустимой концентрации профилактическая норма ввода в рацион высокодисперсного бентонита должна быть в пределах 0,4-0,5% от сухого вещества при одновременной коррекции содержания в рационе микроэлементов в сторону повышения.

Заключение. Исследование содержания металлотионеинов в органах и тканях животных позволяет прояснить

картину металлотоксикозов (в том числе субклинических) и устанавливать оптимальную норму ввода в рационы энтеросорбентов. При контаминации рационов 2ПДК свинца оптимальной нормой ввода бентонита при дисперсности 1-6 мкм является 1,0% от сухого вещества рациона. Профилактическая норма составляет 0,4-0,5%.

Life. – 2009. – V. 61, № 4. – P. 438-446. 2. Пыхтеева, Е.Г. Металлотионеин: биологические

функции. Роль металлотионеина в защите от оксидативного стресса / Е.Г. Пыхтеева // Актуальные проблемы транспортной медицины. – 2010. - № 1 (19). – С.114-120. 3. Vallee, B.L. The Function of metallothionein / B.L. Vallee // Neurochem. Int. – 1995. – V. 27, № 1. – P.23-33. 4. Maret, W. Molecular aspects of human cellular zinc homeostasis: redox control of zinc potentials and zinc signals / W. Maret // Biometals. – 2009. – V. 22, № 1. – Р.149-157. 5. Шафран, Л.М. Металлотионеин как биомаркер в эксперименте и клинике / Л.М. Шафран, Е.Г. Пыхтеева, Д.В. Большой // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. – 2011. - № 9. – С.60-64.

ДИНАМИКА ИНИЦИАЦИИ СИНТЕЗА МЕТАЛЛОТИОНЕИНА В ПЕЧЕНИ КРЫС НА ФОНЕ КОНТАМИНАЦИИ РАЦИОНА 2ПДК СВИНЦА И ПРИМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ДОЗ БЕНТОНИТА

Буланкова С.Р.

Резюме

Контаминация рациона 2ПДК свинца в течение 5 дней инициировала повышение синтеза металлотионеина в печени крыс на 166,7%. Введение в рацион высокодисперсного бентонита в дозе 1,0% от сухого вещества способствовало повышению синтеза металлотионеина только на 11,1%, и эта доза может рассматриваться как лечебная, так как цитопротекторная функция МТН-системы обеспечивает удаление свинца из организма животного. Профилактической нормой введения бентонита в рацион является 0,4-0,5% при загрязнении рациона свинцом менее предельно допустимой концентрации (ПДК).

INITIATION DYNAMICS OF METALLOTHIONEIN SYNTHESIS IN RATS’ LIVER AT PHONE OF DIET CONTAMINATION BY 2MPC OF LEAD AND USING OF BENTONITE IN VARIOUS DOSES

Bulankova S.R.