Гендерные особенности изменения массы тела и содержания белка в плазме крыс в условиях развития интоксикации хлоридом кадмия

Котельников Андрей Вячеславович, доктор биологических наук, профессор кафедры гидробиологии и общей экологии протекания интоксикации у самцов и самок подопытных животных.

Цель работы: сравнительный анализ скорости изменения массы тела и содержания общего белка в плазме самцов и самок крыс как при развитии интоксикации хлоридом кадмия, так и после ее прекращения.

Материалы и методы . В эксперименте было задействованы 82 половозрелые беспородные белые крысы обоего пола. Животные были поделены на 7 групп, одну контрольную и шесть опытных. Крысам опытных групп ежедневно вводили per os хлорид кадмия (CdCl 2 ·х 2,5 H 2 O) из расчета 2 мг на 100 г массы тела. Длительность интоксикации составляла 5дней (группа 5Cd), 10 дней (10Cd) и 15 дней (группа 15Cd и остальные 3 группы). После этого введение кадмия прекращали и осуществляли забор экспериментального материала от крыс, получивших 15-дневную дозу токсиканта, соответственно, через 5 (15Cd+5), 10 (15Cd+10) и 15 дней (группа 15Cd+15). Каждые 5 дней животных взвешивали. Кровь, полученную при декапитации животного, центрифугировали при 3000 об./мин в течение 15 мин, отбирали плазму и анализировали рефрактометрическим методом (ИРФ-454Б2М). Коэффициент преломления переводили в г/л посредством калибровочной кривой. Результаты проанализированы с помощью критерия Стьюдента.

Результаты и их обсуждение. У животных контрольных групп была отмечена положительная динамика массы тела, при этом самцы имели в 2,1 раз более высокую скорость набора массы, чем самки (р<0,001, табл. 1). Уже с первых дней введения хлорида кадмия прибавки к массе тела сменялись ее потерями, постепенно увеличиваясь к 15 дню интоксикации до 8 г/день как у самцов, так и у самок. Отмена токсиканта привела к обратному процессу, характеристики которого были отличны у животных разных полов. Самцы к 5 дню восстановительного периода практически не изменяли массу тела, в то время как в последующие 10 дней скорость ее набора значительно возрастала, в 1,7

раз превышая таковую у контрольных животных (р<0,001). Напротив, у самок в первые 5 дней после отмены хлорида кадмия скорость набора массы тела резко повышалась, став в 2,6 раз больше, чем у контрольных животных (р<0,001). В последующие 10 дней размер ежедневных прибавок в массе тела у самок приходил в норму и практически не отличался от исходного.

Таблица 1. Скорость набора массы тела в динамике токсического стресса

Примечание: * - отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, * - р<0,05, **- р < 0,01, *** — р<0,001; ° - половые отличия, °°° - р<0,001

Вместе с тем нарушение соотношения между процессами катаболизма и анаболизма при интоксикации тяжелым металлом было отражено и в изменении концентрации общего белка в плазме подопытных животных. Уже к 5 дню эксперимента содержание белка в плазме было снижено по сравнению с контролем у самцов на 13% (р<0,01), а у самок на 7% (р < 0,05, табл. 2). С усилением интоксикации к 10 и 15 дню эксперимента концентрация белка последовательно уменьшалась у животных обоего пола. У самцов это снижение составило 18% к 10 дню и 22% к 15 дню эксперимента, в то время как у самок содержание белка было всего на 12 и 14% ниже, чем в контроле (р<0,001 для всех отличий).

Таблица 2. Концентрация белка в плазме крови крыс в динамике токсического стресса, г/л

Примечание: обозначены отличия сравниваемых групп по Стьюденту: отличия опытной группы от контрольной - * (р<0,05), ** (р<0,01), *** (р<0,0о1); половые отличия - ° (р<0,05)

Снижение массы тела и содержания общего белка в ответ на поступление в организм хлорида кадмия свидетельствуют об усилении катаболических процессов в организме подопытных животных. Об этом же говорит обнаружение в плазме повышенных количеств триглицеридов и общего холестерола при кадмиевой интоксикации [9].

Отмена кадмия уже через 5 дней привела к нормализации содержания белка в плазме подопытных животных, особенно у самцов. У самок в группе 15Cd+15 концентрация белка оказалась повышена на 9% против контроля (р<0,05), что может быть обусловлено компенсаторным увеличением синтетических процессов.

Разница в скоростях физиологических процессов самцов и самок неравномерна за период интоксикации и период восстановления, что свидетельствует о важности такой составляющей процесса адаптации, как время для учета половых различий в токсикорезистентности организма. Несмотря на более медленную потерю массы тела, у самцов к окончанию двухнедельной интоксикации наблюдается более низкое содержание общего белка в плазме крови по сравнению с самками. Учитывая важность этого гомеостатического параметра, самки оказались более устойчивы к интоксикации хлоридом кадмия. Одной из вероятных причин данного явления может быть большая устойчивость женского пола к свободно-радикальному механизму повреждающего действия тяжелого металла [11], обусловленная как антиоксидантным действием основных женских гормонов - эстрогенов, так и повышенным их выбросом во время кадмиевой интоксикации [7]. Кроме того, эстрогены усиливают выведение кадмия, возможно, в связи с их способностью к активизации обмена меди [5].

Устойчивость женского пола по отношению к кадмию подтверждается фактом более редкого выявления повышенных количеств этого металла в организме у девочек из индустриальных районов Новосибирска по сравнению с мальчиками [1], а также обнаружение более интенсивного воспалительного ответа на введение кадмия у самцов крыс по сравнению с самками [6]. В то же время есть данные, что самцы быстрее восстанавливаются после токсической нагрузки кадмием. Так, у самцов, получавших хлорид кадмия с питьем, после прекращения подачи токсиканта ранее, чем у самок, снижалось содержание в моче N-ацетил-β-D-глюкозаминидазы, биомаркера почечной дисфункции [8]. В наших исследованиях о более эффективном восстановлении самцов свидетельствует нормализация содержания белка в плазме крови и эффективный рост массы тела к концу эксперимента.

Выводы: интоксикация хлоридом кадмия усиливает катаболические процессы в организме подопытных животных, приводя к потере массы тела и снижению содержания общего белка в плазме крови тем более, чем большая суммарная доза токсиканта получена животным. После отмены токсиканта оба параметра – скорость набора массы тела и содержание белка в плазме, стремятся восстановить значения, характерные для контрольных животных. Самки по сравнению с самцами более устойчивы в период интоксикации, а самцы быстрее восстанавливаются после ее отмены.