Содержание металлотионеинов в органах овец при хроническом поступлении свинца с рационом
Автор: Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Полякова И.В., Губина О.А., Фролова Н.А.
Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology
Рубрика: Резистентность: факторы и стимуляция
Статья в выпуске: 6 т.50, 2015 года.
Бесплатный доступ
При изучении воздействия свинца на млекопитающих одним из информативных показателей служит количество металлотионеинов (МТ) в тканях органов. МТ - это низкомолекулярные белки (6-7 кДа), содержащие до 30 % цистеина, которые связывают ионы тяжелых металлов (Cd 2+, Zn 2+, Pb 2+, Hg 2+, Cu 2+) и действуют как ловушка для свободных радикалов. Предполагается, что содержание МТ в тканях млекопитающих зависит не только от количества свинца, способа его введения (поступления в организм с водой и(или) рационом), вида ткани и ее физиологических функций, но и от количества клеток в органе и их функциональной активности. В то же время нарушение функциональной и синтетической активности клеток может сопровождаться изменением индекса массы органов. В связи с этим актуальным представляется исследование образования МТ при воздействии свинца на сельскохозяйственных животных, в частности овец. В настоящей работе мы изучили содержание МТ, клеточность и индекс массы органов у овец романовской породы при экспериментальной интоксикации свинцом. Эксперимент проводили на 27 особях с живой массой 33,0±1,1 кг в возрасте 1-1,5 года. Животные были разделены на четыре группы: I группа (4 гол.) служила контролем и получала только основной рацион; овцам II (5 гол.), III (9 гол.) и IV (9 гол.) групп ежедневно в течение 90 сут дополнительно скармливали нитрат свинца (5 мг/кг, 25 мг/кг и 150 мг/кг корма), что соответствовало 1; 5 и 30 МДУ (максимально допустимый уровень) металла в кормах. Рацион включал 0,3 кг комбикорма и 2 кг разнотравного сена. Нитрат свинца задавали с комбикормом 1 раз в сутки. Суточное поступление металла в среднем на голову для овец II группы составило 10 мг, III группы - 50 мг, IV группы - 300 мг, а доза воздействия - соответственно 0,3; 1,5 и 9 мг/кг живой массы. Исследование биологических показателей проводили в тканях органов с разными физиологическими функциями (печень, почки, селезенка), которые различаются по интенсивности накопления металла и пролиферации. Органы (печень, почки, селезенка) отбирали после убоя животных: перед началом эксперимента (до затравки) - 1 гол., на 30-е и 60-е сут интоксикации - по 1 гол. из II группы и по 3 гол. из III и IV групп, на 90-е сут - по 3 гол. из каждой группы. Установлено, что конститутивные значения для количества МТ в тканях печени и почек овец были выше, чем в селезенке, а число клеток - меньше. Хроническое поступление свинца с рационом приводило к увеличению содержания МТ в печени, а также числа клеток и индекса массы органа. Наиболее выраженные отклонения наблюдали у животных из IV группы. В тканях почек отмечали нелинейный характер изменений содержания МТ. Снижение количества МТ на 30-е сут интоксикации при увеличении числа клеток в почках свидетельствовало об угнетении синтетической активности клеток, а рост индекса массы органа при одновременном уменьшении количества клеток на 60-е и 90-е сут - о развитии негативных процессов. В тканях селезенки регистрировали ингибирование синтеза МТ и нелинейный характер изменения числа клеток. Сравнительный анализ полученных результатов позволяет говорить о развитии негативных процессов в печени, почках и селезенке, что было связано, с одной стороны, с интенсивностью накопления свинца, с другой - с чувствительностью клеток органов к токсическому воздействию металла. Предполагается, что один из факторов высокой чувствительности спленоцитов к воздействию свинца - низкая конститутивная экспрессия МТ.
Свинец, металлотионеин, овца, печень, почки, селезенка
Короткий адрес: https://sciup.org/142133648
IDR: 142133648 | DOI: 10.15389/agrobiology.2015.6.839rus
Список литературы Содержание металлотионеинов в органах овец при хроническом поступлении свинца с рационом
- Доклад о свинцовом загрязнении окружающей среды Российской Федерации и его влиянии на здоровье населения. М., 1997.
- Снакин В.В. Свинец в биосфере. Вестник РАН, 1998, 68(3): 214-224.
- Хамидулина Х.Х., Давыдова Ю.О. Международное регулирование свинца и его соединений. Гигиена и санитария, 2013, 6: 57-59.
- National Toxicology Program. US Department of Health and Human Services. Monograph on health effects of low-level lead. 2012 (http://ntp.niehs.nih.gov).
- Chen H.I., Chiu Y.W., Li W.F., Chen Y.C., Chuang H.Y. The association of metallothijnein-4 gene polymorphism and renal function in long-term lead exposed workers. Biol. Trace Elem. Res., 2010, 137: 55-62 ( ) DOI: 10.1007/s12011-009-8564-x
- Qu W., Diwan B.A., Liu J., Gover R.A., Dawson T., Horton J.L., Cherian M.G., Waalkes M.P. The metallothionein-null phenotype is associated with heightened sensitivity to lead toxicity and an inability to form inclusion bodies. Am. J. Pathol., 2002, 160: 1047-1056 ( ) DOI: 10.1016/S0002-9440(10)64925-5
- Tokar E.J., Diwan B.A., Waalkes M.P. Early life inorganic lead exposure induces testicular teratoma and renal and urinary bladder preneoplasma in adult metallothionein-knockout mice but not in wild type mice. Toxicology, 2010, 276: 5-10 ( ) DOI: 10.1016/j.tox.2010.06.006
- Waalkes M.P., Liu J. Grover R.A., Diwan B.A. Metallothionein-I/II double knockout mice are hypersensitive to lead-induced kidney carcinogenesis: Role of inclusion body formation. Cancer Res., 2004, 64: 7766-7772 ( ) DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-04-2220
- Klaasen C.D., Liu J., Diwan B.A. Metallothionein protection of cadmium toxicity. Toxicol. Appl. Pharmacol., 2009, 238(3): 215-220 ( ) DOI: 10.1016/j.taap.2009.03.026
- Yu J., Fujishiro H., Oyama T.M., Hasegawa T., Seko Y., Miura N., Himeno S. Dichotomous effects of lead acetate on the expression of metallothionein in the liver and kidney of mice. Biol. Pharm. Bull., 2009, 32: 1037-1042 ( ) DOI: 10.1248/bpb.32.1037
- Jamieson J.A., Shuhyta J.N., Taylor C.G. Lead does not affect transcription of intestinal zinc-binding proteins in growing rats. Exp. Biol. Med., 2007, 232: 744-753.
- Kang Y.J. Metallotionein redox cycle and function. Exp. Biol. Med., 2006, 231: 1459-1467.
- Пыхтеева Е.Г. Изучение индукции металлотионеинов в печени мышей при внутрибрюшинном введении солей двухвалентных металлов. Современные проблемы токсикологии пищевой и химической безопасности, 2012, 1(56): 20-24.
- Maitani T., Watahiki A., Suzuki K.T. Induction of metallothionein after lead administration by three injection routes in mice. Toxicol. Appl. Pharmacol., 1986, 83: 211-217 ( ) DOI: 10.1016/0041-008X(86)90298-X
- Wang L., Chen D.W., Wang H., Liu Z.P. Effects of lead and/or cadmium on the expression of metallothionein in the kidney of rats. Biol. Trace Elem. Res., 2009, 129: 190-199 ( ) DOI: 10.1007/s12011-008-8288-3
- Мирзоев Э.Б., Кобялко В.О., Полякова И.В., Губина О.А., Фролова Н.А. Содержание металлотионеинов и общего белка в лимфоцитах периферической крови овец при хроническом поступлении нитрата свинца с рационом. Токсикологический вестник, 2014, 6(129): 36-39.
- Андрусишина И.Н., Лампека Е.Г., Голуб И.А. К вопросу о нефротоксичности свинца, кадмия и ртути у животных. Актуальные проблемы транспортной медицины, 2006, 2(4): 53-57.
- Стежка В.А., Дмитруха Н.Н., Диденко М.Н., Билько Т.А., Лампека Е.Г. Сравнительное исследование токсических эффектов свинца и кадмия на селезенку и спленоциты крыс. Современные проблемы токсикологии, 2003, 3: 32-39.
- Hettiarachchi G.M., Pierzynski M.G., Oehme F.W., Sonmez O., Ryan J.A. Treatment of contaminated soil with phosphorus and manganese oxide reduces lead absorption by Sprague-Dawley rats. J. Environ. Qual. 2003, 32: 1335-1345 ( ) DOI: 10.2134/jeq2003.1335
- U.S. Environmental Protection Agency. Air quality criteria for lead. Volume 1 of 2. 2006. EPA/600/R-5/144aF.
- U.S. Environmental Protection Agency. Integrated science assessment for lead. 2012. EPA/600/R-10/075B.
- Eaton D.L., Toal B.F. Evaluation of the Cd/Hemoglobin affinity assay for the rapid determination of metallothionein in biological tissues. Toxicol. Appl. Pharmacol., 1982, 66: 134-142.
- Котеров А.Н., Требенок З.А., Пушкарева Н.Б., Никольский А.В. Влияние цинк-металлотионеинов на перекисное окисление липидов в клетках костного мозга грызунов. Радиационная биология. Радиоэкология, 1998, 38(3): 426-430.
- Трахтенберг И.М., Сова Р.Е., Штефтель В.О., Оникиенко Ф.А. Проблема нормы в токсикологии (современные представления и методические подходы, основные параметры и константы). М., 1991.
- Лакин Г.Ф. Биометрия. М., 1990.
- Shimoda R., Achanzar W.E., Qu W., Nagamine T., Takagi H., Mori M., Waalkes M.P. Metallothionein is a potential negative of apoptosis. Toxicol. Sci., 2003, 73: 294-300 ( ) DOI: 10.1093/toxsci/kfg095
- Shimoda R., Nagamine T., Takagi H., Mori M., Waalkes M.P. Induction of apoptosis in cells by cadmium: quantitative negative correlation between basal or induced metallothionein concentration and apoptotic rate. Toxicol. Sci., 2001, 64: 208-215 ( ) DOI: 10.1093/toxsci/64.2.208