Комплексная оценка структурно-функциональных изменений в организме здоровых крыс под влиянием внутреннего применения мышьяковистой минеральной воды

Отношение к мышьяку, как к яду изменилось в ХХ веке, благодаря проводимым в то время экспериментальным исследованиям, способствовавшим созданию современного представления о роли арсенодефицитных состояний, которые у животных главным образом определяются в нарушении репродуктивной функции и преждевременной гибели потомства. Кроме того, дефицит мышьяка приводит к повышению содержания меди и особенно марганца в органах свиней, коз и крыс. У взрослых крыс нарушается обмен аминокислот и угнетается синтез белка в микросомах печени [1]. У человека на сегодняшний день наличие арсеноде-фицитного состояния не доказано.

Следует отметить, что во многих минеральных водах (особенно слабо- и маломинерализованных, общая минерализация которых составляет 0,20-5 г/л) определяющая роль в механизме их лечебного действия принадлежит биологически активным компонентам, соединениям и микроэлементам, к которым относится мышьяк [2]. Мышьяковистые воды являются редкой разновидностью минеральных вод (МВ). Принятой в Украине бальнеологической нормой (т.е. проявляющей терапевтические свойства) для мышьяковистых МВ считается содержание мышьяка от 1,5 мг/дм3 [3, 5]. Обычно мышьяковистые МВ (ММВ) используют в курортологии и восстановительной медицине в виде ванн МВ [4]. Однако в последнее время в курортологии уде- ляется внимание внутреннему применению ММВ, в связи с их высокой эффективностью при лечении больных, подвергшихся лучевому облучению, а также при заболеваниях, в патогенезе которых имеет место нарушение клеточного метаболизма, а именно, при атеросклерозе, ишемической болезни сердца, гипертонической болезни, гипертиреозе [5]. Установлено, что в организме ММВ вызывают преобладание процессов ассимиляции над процессами диссимиляции и способствуют росту и укреплению организма, оказывая тонизирующее действие. Они благоприятно влияют на кроветворную систему и функцию печени, что является основанием к применению ММВ с анемиями, гепатитами и панкреатитами [6].

Несмотря на вышеизложенные данные, следует отметить, что механизм лечебного действия мышьяка, тем более в составе МВ, мало изучен [7], что позволяет считать исследования в этой области актуальными и перспективными.

Цель исследования . Изучить влияние мышьяковистой минеральной воды на состояние организма здоровых белых крыс при ее курсовом внутреннем применении.

Материалы и методы. Эксперимент проводился на 40 белых крысах самках массой тела 180,0-200,0 г, в соответствии с рекомендациями и правилами, регламентированными соответствующими документами [8, 9].

МВ вводили в пищевод мягким зондиком с оливкой,

Влияние курсового внутреннего применения мышьяковистой МВ на функциональное состояние нервной системы здоровых крыс М ± m

Таблица 1

Показатели І группа контрольная ІІ группа с курсом МВ D Р Количество выходов в центр, n 2,00 ± 0,40 1,93± 0,15 – 0,07 > 0,5 Остановки, n 1,83 ± 0,10 1,94 ± 0,05 + 0,11 > 0,2 Остановки, с 140,83±11,67 224,68 ± 4,21 + 83,85 < 0,001 Количество пересеченных квадратов, n 52,33 ± 5,50 40,74 ± 1,68 – 11,58 < 0,001 Количество стоек, n 12,33 ± 1,51 6,53 ± 0,26 – 5,80 < 0,01 Количество заглядываний в норки, n 9,33 ± 0,83 9,47 ± 0,31 + 0,14 > 0,5 Грумминг, n 5,00 ± 0,42 3,08 ± 0,09 – 1,92 < 0,01 Грумминг, с 37,00 ± 3,76 33,49 ± 1,04 – 3,51 > 0,2 Количество актов дефекаций (болюсы), n 3,20 ± 0,47 1,91 ± 0,14 – 1,29 < 0,05 Количество актов уринаций, n 6,20 ± 0,22 7,81 ± 0,45 + 1,61 < 0,02 p < 0,05 – достоверность различий в сравнении с группой контроля; n – количество движений или актов; s – длительность в секундах.

Влияние курсового внутреннего применения мышьяковистой МВ на функциональное состояние почек здоровых крыс, М ± m

Таблица 2

Показатели І группа контрольная ІІ группа с курсом МВ D Р Объем суточного диуреза, мл/дм2 поверхности тела 1,18 ± 0,12 3,00 ± 0,04 + 1,82 <0,001 Скорость клубочковой фильтрации, мл/(дм2×мин.) 0,11 ± 0,01 0,16 ± 0,001 + 0,05 <0,001 Канальцевая реабсорбция, процент к фильтрации, % 99,27 ± 0,06 98,4 ± 0,02 – 0,87 <0,001 Выведение креатинина, моль 0,011 ± 0,001 0,018 ±0,0001 + 0,007 <0,001 Выведение мочевины, моль 0,79 ± 0,05 0,94 ± 0,01 + 0,15 <0,001 Выведение хлоридов, моль 0,45 ± 0,05 0,94 ± 0,01 + 0,49 <0,001 рН суточной мочи, ед. рН 6,36 ± 0,17 7,00 ± 0,03 + 0,64 < 0,01 p < 0,05 – достоверность различий в сравнении с группой контроля.

один раз в сутки курсом 14 дней, в дозе 1 % от массы тела, в вечернее время, учитывая особенности суточного биоритма животных. Животные были разделены на две группы. Первую контрольную группу сравнения (20 особей) составляли интактные животные, которые получали отстоянную водопроводную воду в режиме свободного доступа к поилкам. Вторую группу (20 особей) составляли животные, которые на фоне свободного доступа к поилкам, получали в режиме зондирования мышьяковистую МВ.

Исследовали:

– функциональное состояние центральной нервной системы (ЦНС) и эмоциональное состояние на ВНС с помощью методики «открытое поле» [10, 11, 12]. При обработке результатов рассчитывали следующие суммарные показатели:

– локомоторная активность (ЛА) – сумма количества выходов животных в центр установки «открытое поле» и количества остановок и длительности остановок;

– ориентировочно-исследовательское поведение (ОИП) – сумма количества пересеченных квадратов, вертикальных стоек, заглядываний в норки;

– эмоциональная активность (ЭА) – сумма количества и длительности актов грумминга (чистка и умывание животных), сумма уринаций и дефекаций (болюсов);

– функциональное состояние почек оценивали по активности процессов мочеобразования (скорость клубочковой фильтрации, канальцевая реабсорбция и объем суточного диуреза) и выводящей функции (экскреция креатинина, мочевины и хлоридов); также определяли рН суточной мочи.

– биохимическими методами изучали активность ферментов аланинаминотрансферазы (АлТ) и аспартатаминотрансферазы (АсТ), уровень общего билирубина и его фракций, концентрацию креатинина и мочевины; а так же состояние антиоксидантной системы (АОС) по активности каталазы, а состояние перекисного окислення липидов (ПОЛ) – по концентрации малонового диальдегида (МДА);

Животных по завершению эксперимента выводили из опыта под эфирным наркозом и проводили макроскопические исследования внутренних органов. Морфологическими исследованиями определяли структурные изменения ткани желудка, печени, сердца и почек. Проводили гистохимические реакции по установлению активности сукцинатдегидрогеназы (СДГ) и лактатдегидрогеназы (ЛДГ) в условных единицах оптической плотности. Методические приемы и методики, использованные при проведении ис-

Влияние курсового внутреннего применения мышьяковистой МВ на функциональное состояние почек здоровых крыс, М ± m

Таблица 3

Показатели І группа контрольная ІІ группа с курсом МВ D Р АлТ, Е/l 113,31 ± 2,13 99,77 ± 4,88 – 13,54 < 0,05 АсТ, Е/l 289,64 ± 12,12 216,49 ± 7,54 – 73,15 < 0,01 Индекс Ритиса 2,56 ± 0,11 2,20 ± 0,18 – 0,36 > 0,5 Билирубин, мкмоль/л Общий 8,44 ± 0,28 4,29 ± 0,31 – 4,15 < 0,01 Прямой 3,06 ± 0,18 1,87 ± 0,10 – 1,19 < 0,01 Непрямой 5,38 ± 0,15 2,42 ± 0,21 – 2,96 < 0,01 Креатинин, мкмоль/л 47,80 ± 0,63 46,80 ± 2,85 – 1,00 > 0,5 Мочевина, моль/л 2,80 ± 0,27 3,00 ± 0,14 + 0,20 > 0,5 ПОЛ (МДА), нмоль/(мин.-мг) 5,94 ± 0,21 6,29 ± 0,37 + 0,35 > 0,5 АОС (Каталаза), % 76,70 ± 1,52 77,90 ± 1,81 + 1,20 > 0,5 p < 0,05 – достоверность различий в сравнении с группой контроля.

следований, соответствуют методическим рекомендациям [13, 14]. Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием программ для медико-биологических исследований Statistica и Exel [15]. Достоверными изменениями считались те, что находились в границах достоверности по таблицам Стьюдента < 0,05.

В исследовании использована минеральная вода скважины № 353 санатория «Горная Тиса» села Квасы Раховского района Закарпатской области (Украина). По химическому составу она является углекислой борной мышьяковистой маломинерализованной хлоридно-гидрокар-бонатной кальциево-натриевой. Общая минерализация составляет – 2,03-2,79 г/л, содержание углекислоты – 0,701,05 г/л; содержание мышьяка – 0,0005-0,0042,03 г/л; содержание ортоборной кислоты – 0,077-0,108 г/л; железа в концентрации 6,5-12,5 мг/л.

Результаты и обсуждение . Под влиянием ММВ у животных отмечено некоторое снижение локомоторной активности (табл. 1). На 60 % увеличивается длительность остановок (р < 0,001).

Количество остановок и количество выходов в центр не отличается от данных контроля (р > 0,2 и р > 0,5). Установлено снижение количества пересеченных квадратов на 11% (р < 0,001), вертикальных стоек на 56 % (р < 0,001), при этом количество заглядываний в норки не отличается от показателя группы сравнения (р > 0,5). Полученные данные свидетельствуют о легком успокаивающем действии ММВ на состояние ЦНС.

Определено снижение количества актов грумминга на 40 % и уменьшение количества дефекаций (болюсов) на 41 % на фоне сохранения длительности грумминга на уровне контрольной группы (р > 0,2). Увеличение актов уринаций на 26 %, можно объяснить мочегонным действием, которое оказывает ММВ. Суммируя полученные данные можно считать, что эмоциональная активность крыс под действием МВ заметно снижается.

Данные по исследованию функционального состояния почек животных, получавших мышьяковистую МВ, приведенные в таблице 2.

Установлено значительное стимулирующее действие ММВ на исследованные показатели функций почек. Определено увеличение объема суточного диуреза на 154 %, www.jscientia.org как за счет увеличения скорости клубочковой фильтрации на 45 %, так и за счет значительного снижения процесаа канальцевой реабсорбции (р < 0,001). Экскреция конечних продуктов азотистого обмела ― креатинина, мочевины и хлоридов, увеличивается на 63, 20 и 109 % соответственно. Реакция рН суточной мочи ощелачивается.

Применение ММВ приводит к достоверному снижению активности ферментов переаминирования ― АлТ и АсТ (р < 0,05 и р < 0,01). Индекс Ритиса в сравнении с показателем группы контроля не изменяется (р > 0,5). Установлено достоверное снижение по сравнению с контрольными величинами уровня билирубина, за счет снижения его фракций ― прямого и непрямого билирубина (при р < 0,01). Уровень креатинина и мочевины в крови животных получавших МВ, не изменяется (р > 0,5).

Баланс в системах ПОЛ/АОС не изменяется, о чем свидетельствует отсутствие достоверных изменений МДА и каталазы в сравнении с показателями контрольной группы животных (р > 0,5).

Морфологическими исследованиями органов крыс, получавших мышьяковисую МВ установлено следующее.

Желудок : подслизистая пластина плотная, образовывающие ее волокна набухшие. Бокаловидные клетки увеличены, содержат много слизи.

Печень : дольчатая структура сохранена, гепатоциты упакованы в балки, межбалковые пространства расширены. Ядра гепатоцитов темные, средних размеров. Цитоплазма гепатоцитов гомогенная.

Сердце : послойная и пучковая организация миокарда без изменений, как и внешний вид кардиомиоцитов.

Почки : структурная организация нефрона и его составляющих без видимых изменений, некоторые канальцы имеют обводненные эпителиоциты. То есть, повреждений в исследованных органах мышьяковистая МВ не вызывает.

Согласно данным таблицы 4, активность фермента СДГ достоверно снижается во всех тканях исследованных органов, что свидетельствует об инактивации аэробного окисления, что может объяснять задержку воды в организме (обводнение тканей желудка и почек).

Следует отметить, что установленные сдвиги показателей метаболизма не выходили за рамки физиологической нормы, не вызывали вредных и токсических явлений и не

Таблица 4

Структурно-функциональная характеристика органов желудочно-кишечного тракта здоровых крыс под действием внутреннего применения мышьяковистой МВ, М ± m

Орган Активность ферментов в тканях І группа контроля ІІ группа с курсом МВ D Р Желудок Активность СДГ, усл. ед. 7,00 ± 0,13 6,00 ± 0,12 1,00 <0,001 Активность ЛДГ, усл. ед 6,00 ± 0,51 6,00 ± 0,27 — — Печень Активность СДГ, усл. ед. 6,00 ± 0,41 5,00 ± 0,11 – 2,00 <0,001 Активнисть ЛДГ, усл. ед 5,00 ± 0,29 5,00 ± 0,09 — — Сердце Активность СДГ, усл. ед. 7,00 ± 0,25 6,00 ± 0,11 – 1,00 <0,01 Активнисть ЛДГ, усл. ед 6,00 ± 0,14 5,00 ± 0,170 – 1,00 <0,05 Почки Активность СДГ, усл. ед. 7,00 ± 0,41 6,00 ± 0,18 – 1,00 <0,05 Активность СДГ, усл. ед. 6,00 ± 0,39 6,00 ± 0,33 — — p < 0,05 – достоверность различий в сравнении с группой контроля.

приводили к патологическим изменениям в организме.

Заключение . Таким образом, употребление животными в течении 14 дней в режиме дозированного поения мышьяковистой минеральной воды оказывает успокаивающее действие на функциональное состояние ЦНС и легкое седативное – на эмоциональную активность животных (снижает эмоциональное напряжение). МВ вызывает значительную стимуляцию мочеобразовательной и выводящей функций почек, стимулирует желчевыводящую функцию печени. Снижает активность аэробного окисления в тканях исследованных органов. В перспективе запланировано проведение исследований по установлению корегирующего действия мышьяковистой минеральной воды в условиях использования ее у белых крыс с патологиями органов желудочнокишечного тракта.

К.: Міністерство охорони здоров'я, 1996 . 30 с.