Показано, що в умовах кадмієвої інтоксикації у крові щурів усіх досліджуваних груп знижується концентрація аланіну, аргініну, валіну, гістидину, лейцину, метіоніну, проліну, серину, тирозину, треоніну, триптофану і цистину порівняно з цими показниками у крові щурів інтактних груп.
Таблиця 1. Концентрація вільних амінокислот у крові щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку за умов отруєння кадмію сульфатом, мкг/мл (M ± m, n = 8)
| Показники | Групи тварин | |||||
| 3 місяці | 6 місяців | 18 місяців | ||||
| інтактні щури | щури, отруєні кадмію сульфатом | інтактні щури | щури, отруєні кадмію сульфатом | інтактні щури | щури, отруєні кадмію сульфатом | |
| Аланін | 24,46 ± 2,07 | 14,65 ± 1,50* | 16,27 ± 0,80* | 20,19 ± 1, 19 | 15,71 ± 0,94* | |
| Аргінін | 24,15 ± 1,27 | 19,47 ± 0,92* | 20,05 ± 1,08 | 18,02 ± 1,07 | ||
| Аспарагінова кислота | 5,07 ± 0,21 | 5,96 ± 0, 19* | 5,09 ± 1,63 | 5,84 ± 0,37 | 4,55 ± 0,28 | 5,07 ± 0,48 |
| Валін | 17,88 ± 1,08 | 12,36 ± 0,80* | 11,06 ± 0,13 | 8,54 ± 0,53* | ||
| Гістидин | 13,84 ± 1,21 | 7,90 ± 0,51* | 8,41 ± 0,12 | 6,14 ± 0,46* | ||
| Гліцин | 26,93 ± 2,08 | 23,22 ± 1,76 | 22,73 ± 1,70 | 19,54 ± 1,67 | 21,18 ± 1,64 | 19,50 ± 1,33 |
| Глутамінова кислота | 24,46 ± 1,86 | 36,12 ± 3,41* | 17,33 ± 1,34 | 25,85 ± 2,45* | 12,82 ± 0,83 | 18,02 ± 1,93* |
| Ізолейцин | 12,11 ± 0,73 | 14,36 ± 0,64* | 6,78 ± 0,11 | 7,19 ± 0,30 | ||
| Лейцин | 17,36 ± 0,94 | 11,81 ± 0,84* | 14,31 ± 0,14 | 12,01 ± 0,61* | ||
| Лізин | 31,60 ± 2,89 | 33,87 ± 2,16 | 17,98 ± 0,80 | 18,55 ± 1,13 | ||
| Метіонін | 4,80 ± 0,12 | 2,50 ± 0,17* | 3,43 ± 0,24 | 2,87 ± 0, 19* | ||
| Пролін | 28,97 ± 2,39 | 22,09 ± 0,11* | 24,42 ± 1,21 | 20,16 ± 0,54* | 21,33 ± 1,04 | 18,03 ± 0,48* |
| Серин | 35,01 ± 2,71 | 20,48 ± 1,74* | 32,30 ± 2,26 | 22,16 ± 1,40* | 31,64 ± 2,53 | 23,23 ± 1,31* |
| Тирозин | 9,78 ± 0,16 | 5,31 ± 0,41* | 7,17 ± 0,22 | 5,44 ± 0,40* | ||
| Треонін | 18,26 ± 1,53 | 13,19 ± 0,81* | 18,42 ± 0,91 | 14,83 ± 0,86* | 17,47 ± 1,47 | 14,98 ± 1,18 |
| Триптофан | 22,17 ± 1,26 | 18,14 ± 0,68* | 18,73 ± 1,34 | 16,68 ± 1,50 | ||
| Фенілаланін | 8,62 ± 0,67 | 8,02 ± 0,36 | 6,37 ± 0,14 | 6,11 ± 0,52 | ||
| Цистин | 4,78 ± 0,10 | 2,31 ± 0,18* | 3,78 ± 0,17 | 2,87 ± 0,21* | ||
| У амінокислот | 330,25 ± 16,32 | 271,76 ± 13,28* | 246,00 ± 10,80* | 247,25 ± 18,23 | 218,96 ± 15,47 | |
Примітка. Тут і далі * - Р < 0,05, результати вірогідні порівняно зі значеннями в інтактних тварин.
З вищезгаданих амінокислот за умов уведення кадмію сульфату найбільше знижується концентрація сірковмісних – метіоніну і цистину.
Виявлене зниження концентрації вільних амінокислот у крові отруєних щурів різного віку може бути пов’язане з порушенням процесів їхнього транспорту, зменшенням надходження амінокислот із кишечнику в кров, а також інтенсивним поглинанням амінокислот тканинами, насамперед печінкою (Любченко П.Н., Герасименко Л.И., 1978).
Отримані дані свідчать про вікові зміни вмісту вільних амінокислот у крові отруєних щурів під дією іонів кадмію, що, очевидно, пов’язано з різною інтенсивністю процесів синтезу та окисної деструкції білка, порушенням механізму транспорту амінокислот у клітини внаслідок деструктивного впливу кадмію на біологічні мембрани (Трахтенберг І.М., 2005; Trinchella F. et al., 2006).
Порівняльна характеристика загальної концентрації вільних амінокислот у крові щурів різного віку при введенні кадмію сульфату дозволяє стверджувати, що зниження концентрації вільних амінокислот має виражену вікову залежність і найбільшою мірою проявляється в крові отруєних щурів 3-місячного віку.
Встановлено якісний склад вільних амінокислот у печінці, нирках, легенях, серці та селезінці інтактних щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку і за умов уведення кадмію сульфату. При цьому виявлено таку ж кількість амінокислот, як і у крові, але в кількісному відношенні вони мають свої особливості. Для оцінки функціонального стану печінки за умов отруєння важкими металами застосовують численні методи біохімічних досліджень. При цьому провідна роль належить вивченню вмісту амінокислот і білкових компонентів печінки. Це обумовлено тим, що біохімічні та функціональні зміни печінки, у тому числі протеїнсинтетична функція, призводить до кількісних та якісних змін амінокислотного спектра в цьому органі (Мищенко В.П. и др., 1999).
Встановлено, що отруєння кадмієм призводить до збільшення загального вмісту вільних амінокислот у печінці щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку відносно відповідних показників у печінці інтактних тварин (табл.2).
Слід зазначити, що вміст вільних амінокислот у печінці визначається її функціональною спроможністю. Процес утилізації цих сполук у печінці відбувається найбільш активно. Очевидно, цим можна пояснити зменшення вмісту глутамату і аспартату – субстратів реакцій переамінування, які беруть участь у процесах сечовиноутворення та знешкодження аміаку.
Збільшення вмісту сірковмісних амінокислот, очевидно, пов’язано з їх участю в процесах детоксикації і може розглядатись як прояв захисної реакції гепатоцитів на введення важкого металу. Авторами робіт показано, що інгібування реакції утилізації сірковмісних амінокислот є однією з найбільш ранніх ознак порушення функціонування печінки (Chawla R. K. et al., 1990).
Таким чином, аналіз вмісту вільних амінокислот у печінці щурів за умов уведення кадмію сульфату дає змогу встановити вікові особливості токсичного впливу кадмію. Так, при отруєнні кадмієм вміст вільних амінокислот збільшується у печінці щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку на 16,6, 14,7 і 10,5% відповідно, а вміст аспарагінової і глутамінової кислот зменшується відносно цих показників у печінці щурів інтактних груп.
Таблиця 2. Вміст вільних амінокислот у печінці щурів різного віку за умов отруєння кадмію сульфатом, мкг/г (M ± m, n = 8)
| Показники | Групи тварин | |||||
| 3 місяці | 6 місяців | 18 місяців | ||||
| інтактні щури | щури, отруєні кадмію сульфатом | інтактні щури | щури, отруєні кадмію сульфатом | інтактні щури | щури, отруєні кадмію сульфатом | |
| Аланін | 539,88 ± 32,11 | 824,19 ± 41,10* | 481,24 ± 32,17 | 719,39 ± 40,15* | 469,44 ± 36,80 | 643,26 ± 48, 19* |
| Аргінін | 46,17 ± 2,70 | 52,80 ± 3,38 | 39,84 ± 2,63 | 45,26 ± 2,81 | 36,07 ± 2,18 | 40,21 ± 2,39 |
| Аспарагінова кислота | 492,47 ± 26,13 | 431,76 ± 36,08 | 231,37 ± 14,83 | 203,64 ± 19,86 | 216,55 ± 19,31 | 194,77 ± 16,22 |
| Валін | 64,55 ± 4,88 | 98,27 ± 6,10* | 51,26 ± 3,74 | 83,16 ± 6,22* | 42,16 ± 2,38 | 61,19 ± 6,18* |
| Гістидин | 117,92 ± 8,33 | 190,24 ± 16,35* | 96,71 ± 8,06 | 149,44 ± 11,49* | 81,47 ± 7,59 | 122,13 ± 9,27* |
| Гліцин | 351,02 ± 18,45 | 438,77 ± 24,23* | 294,00 ± 13,45 | 343,04 ± 6,95* | 270,13 ± 10,32 | 310,81 ± 9,56* |
| Глутамінова кислота | 609,12 ± 33,27 | 407,08 ± 31,29* | 503,28 ± 32,10 | 320,29 ± 28,31* | 471,14 ± 29,60 | 336,54 ± 27,98* |
| Ізолейцин | 74,06 ± 5,71 | 106,52 ± 9,81* | 62,19 ± 4,13 | 92,28 ± 7,37* | 51,33 ± 3,56 | 68,36 ± 4,76* |
| Лейцин | 84,19 ± 7,49 | 147,94 ± 13,51* | 67,88 ± 4,92 | 108,10 ± 11,07* | 51,84 ± 3,90 | 74,17 ± 6,54* |
| Лізин | 167,42 ± 14,06 | 234,66 ± 16,84* | 112,00 ± 6,24 | 145,68 ± 7,94* | 80,91 ± 6,38 | 104,39 ± 5,08* |
| Метіонін | 39,86 ± 2, 19 | 52,83 ± 3,63* | 27,16 ± 1,83 | 36,81 ± 2,17* | 19,06 ± 0,77 | 24,13 ± 1,47* |
| Пролін | 61,80 ± 4,52 | 78,99 ± 3,92* | 54,27 ± 3,13 | 67,13 ± 3,04* | 44,18 ± 1,82 | 53,56 ± 2,17* |
| Серин | 409,13 ± 14,78 | 496,15 ± 26,31* | 377,00 ± 13,67 | 435,08 ± 14,62* | 322,86 ± 30,49 | 350,68 ± 21,00 |
| Тирозин | 301,84 ± 20,57 | 328,11 ± 19,41 | 262,66 ± 7,42 | 281,12 ± 18,03 | 209,27 ± 18,97 | 217,68 ± 19,44 |
| Треонін | 114,65 ± 4,23 | 147,24 ± 10,00* | 85,19 ± 5,16 | 109,42 ± 6, 19* | 64,52 ± 1,71 | 79,15 ± 4,26* |
| Триптофан | 264,17 ± 11,02 | 318,19 ± 14,17* | 206,10 ± 9,02 | 241,40 ± 8,43* | 168,12 ± 14,03 | 183,14 ± 14,56 |
| Фенілаланін | 89,70 ± 3,78 | 106,14 ± 4,27* | 67,15 ± 2,81 | 78,34 ± 2,00* | 52,80 ± 2,22 | 61,03 ± 1,78* |
| Цистин | 38,46 ± 2,83 | 49,82 ± 2,59* | 26,84 ± 1,43 | 35,19 ± 2,12* | 19,10 ± 0,98 | 24,82 ± 1,58* |
| У амінокислот | 3866,41 ± 120,23 | 4509,70 ± 192,56* | 3046,14 ± 197,47 | 3494,77 ± 209,29 | 2670,95 ± 180,80 | 2950,02 ± 210,27 |
Отже, найбільш виражені кількісні зміни виявлено в печінці отруєних щурів 3-місячного віку, що, очевидно, пов’язано з високою інтенсивністю азотного метаболізму в молодому організмі.
Порушення ниркової функції призводить до чисельних метаболічних розладів і, особливо, до порушень обміну білків і амінокислот. Ці зміни визначаються віком, здатністю нирок синтезувати або руйнувати певні амінокислоти, пептиди і низькомолекулярні білки, інтенсивністю екскреції та транспорту амінокислот (Fowler B. A. et al., 1993; Гордієнко В.В., 2004).
Відомо, що сполуки важких металів і кадмію, зокрема, проявляють нефротоксичний ефект, порушуючи процеси обміну і тубулярної реабсорбції в нирках, що призводить до підвищення виділення загального білка (Кухарчук О.Л. та ін., 2001; Нейко Є.М. та ін., 2003).
Враховуючи значення функціонального стану нирок та їхню роль у метаболізмі азоту, досліджено вміст вільних амінокислот у даному органі та за умов отруєння щурів кадмію сульфатом залежно від віку (табл.3). Результати проведених досліджень свідчать, що за умов отруєння кадмієм у нирках щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку збільшується загальний вміст вільних амінокислот, відносно відповідних показників у нирках щурів інтактних груп на 18,4, 13,4 і 8,9% відповідно. Найбільших змін зазнає вміст сірковмісних амінокислот – метіоніну і цистину. Вміст останніх у щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку, отруєних кадмієм, вірогідно збільшується на 61,5 і 60,9%, 56,4 і 63,9%, 34,7 і 56,5% відповідно відносно цих показників у нирках інтактних щурів.
Отже, найбільших змін зазнає організм тварин 3-місячного віку, що узгоджується з роботами інших авторів (Мельничук Д.О., Мельникова Н.М., Деркач Є.А., 2004) і, очевидно, пов’язано з високим рівнем кумуляції цього важкого металу в нирках, зокрема у корковому шарі (Uriu K. et al., 2000; Yadav N. et al., 2006).