Досліджуючи вплив кадмію сульфату на метаболічний пул вільних амінокислот у легенях щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку встановлено зменшення загального вмісту вільних амінокислот у легенях отруєних тварин відносно відповідних показників у інтактних щурів. Такий характер змін узгоджується зі зниженням концентрації вільних амінокислот у крові, внаслідок порушення процесів транспорту за умов кадмієвої інтоксикації.
Аналізуючи результати цієї серії досліджень, слід зазначити, що введення кадмію сульфату в організм щурів 3-, 6 - та 18-місячного віку призводить до змін пулу вільних амінокислот у легенях отруєних щурів. Ступінь прояву цих змін значною мірою залежить від віку тварин. Найменш виражені порушення вмісту вільних амінокислот у легенях за умов отруєння кадмієм спостерігаються в групі щурів 18-місячного віку і становлять 10,5%, тоді як у легенях тварин 3 - і 6-місячного віку – 16,1 і 13,3% відповідно, відносно цих показників у легенях щурів інтактних груп, що, можливо, пов’язано передусім із пригніченням інтенсивності метаболічних процесів.
Водночас виявлено, що молодий організм найбільш чутливий до токсичної дії кадмію порівняно з тваринами 6 - і 18-місячного віку.
Таблиця 3. Вміст вільних амінокислот у нирках 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 | 608,24 ± 41,13 | 652,96 ± 43,12 | 566,09 ± 29,74 | 593,81 ± 37,06 | 541,26 ± 34,72 | 568,13 ± 32,91 |
| Аргінін | 68,22 ± 5,38 | 74,36 ± 5,84 | 64,14 ± 5,81 | 68,60 ± 5,18 | 60,09 ± 4,76 | 63,29 ± 4,82 |
| Аспарагінова кислота | 426,87 ± 15,79 | 490,95 ± 15,85* | 389,19 ± 25,70 | 433,41 ± 36,54 | 359,16 ± 22,37 | 387,39 ± 29,81 |
| Валін | 66,49 ± 2,52 | 78,53 ± 2,96* | 57,82 ± 4,08 | 65,74 ± 6,03 | 54,03 ± 4,18 | 60,14 ± 4,76 |
| Гістидин | 169,70 ± 5,95 | 209,31 ± 9,94* | 146,58 ± 11,63 | 162,19 ± 13,85 | 140,10 ± 11,83 | 147,94 ± 13,07 |
| Гліцин | 391,14 ± 33,06 | 447,80 ± 32,68 | 346,27 ± 29,14 | 382,11 ± 27,53 | 331,84 ± 28,40 | 342,77 ± 26,29 |
| Глутамінова кислота | 924,02 ± 53,12 | 1115,93 ± 58,24* | 784,75 ± 24,99 | 898,52 ± 39,13* | 706,95 ± 48,14 | 789,81 ± 41, 20 |
| Ізолейцин | 118,72 ± 9,36 | 167,14 ± 14,61* | 102,92 ± 8,53 | 135,70 ± 7,74* | 93,17 ± 2,93 | 107,86 ± 4,07* |
| Лейцин | 139,27 ± 7,11 | 175,97 ± 11,10* | 109,13 ± 3,70 | 139,01 ± 9, 20* | 89,73 ± 4,37 | 106,19 ± 3,42* |
| Лізин | 181,19 ± 7,26 | 219,04 ± 9,86* | 163,79 ± 14,05 | 187,16 ± 15,71 | 150,25 ± 14,08 | 164,80 ± 14,96 |
| Метіонін | 48,64 ± 3,91 | 78,56 ± 5,33* | 39,18 ± 2,51 | 61,29 ± 4,82* | 36,51 ± 2,51 | 49,18 ± 3,45* |
| Пролін | 114,82 ± 7,42 | 148,93 ± 9,15* | 88,03 ± 4,39 | 103,85 ± 2,95* | 73,82 ± 6,78 | 84,36 ± 6,70 |
| Серин | 431,19 ± 28,24 | 452,64 ± 33,08 | 401,75 ± 29,02 | 416,31 ± 25,13 | 379,66 ± 30, 19 | 386,44 ± 35,45 |
| Тирозин | 301,33 ± 25,00 | 346,18 ± 26,10 | 272,16 ± 19,34 | 302,84 ± 24,28 | 255,84 ± 22,14 | 273,87 ± 20,04 |
| Треонін | 126,15 ± 9,43 | 163,13 ± 8,82* | 98,50 ± 5,14 | 128,13 ± 8, 19* | 85,70 ± 8,16 | 94,51 ± 8,43 |
| Триптофан | 238,07 ± 15,75 | 292,49 ± 10,95* | 209,00 ± 18,82 | 236,82 ± 21,93 | 178,96 ± 14,01 | 198,80 ± 9,61 |
| Фенілаланін | 116,78 ± 6,26 | 158,96 ± 9,38* | 87,31 ± 6,43 | 116,92 ± 7,81* | 63,92 ± 3,01 | 83,14 ± 6,05* |
| Цистин | 51,80 ± 4,79 | 83,37 ± 6,52* | 38,29 ± 2,78 | 62,76 ± 4,57* | 29,73 ± 1,34 | 46,52 ± 3,84* |
| У амінокислот | 4522,64 ± 287,88 | 5356,25 ± 377,33 | 3964,90 ± 293,51 | 4495,17 ± 319,84 | 3630,72 ± 298,21 | 3955,14 ± 310,15 |
В результаті проведених досліджень показано, що при отруєнні кадмію сульфатом у серці щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку спостерігається зменшення загального вмісту вільних амінокислот відносно цих показників у серці тварин інтактних груп.
Можливо, що такий характер змін метаболічного пулу вільних амінокислот у серці отруєних щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку може бути обумовлений втратою можливості клітин міокарду акумулювати амінокислоти з плазми крові. Водночас, зменшення загального вмісту амінокислот у серці, можливо, пов’язане з активацією метаболічних процесів у серцевому м’язі у відповідь на введення токсичної речовини, а саме кадмію сульфату. При цьому молодий організм характеризується більш високою інтенсивністю метаболічних перетворень порівняно із щурами 6 - і 18-місячного віку. В результаті зменшується загальний вміст вільних амінокислот за умов отруєння кадмієм, що найбільшою мірою проявляється в серці щурів 3-місячного віку і становить 16,0%, тоді як у тварин 6 - і 18-місячного віку – 14,3 і 11,9% відповідно відносно цих показників у серці інтактних тварин.
Аналіз одержаних результатів свідчить, що отруєння кадмієм призводить до зміни метаболічного пулу вільних амінокислот у селезінці щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку. Встановлено, що за умов отруєння кадмію сульфатом зменшується загальний вміст вільних амінокислот у селезінці отруєних щурів усіх дослідних груп відносно цих показників у селезінці інтактних тварин. Встановлено, що найбільших змін при отруєнні зазнає молодий організм. Так вміст вільних амінокислот у селезінці щурів 3-місячного віку за умов отруєння кадмієм зменшується на 15,5% відносно інтактних тварин.
Відомо, що вільні амінокислоти є сполучною ланкою між обміном білків і проміжним обміном нітрогену (Bender D. A., 1975; Мельничук С.Д. та ін., 2001).
У зв’язку з цим досліджено концентрацію показників азотного обміну – аміаку, креатиніну, сечовини та загального білка в організмі щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку та за умов отруєння кадмію сульфатом (рис.1).
Одержані дані свідчать, що введення кадмію сульфату в організм щурів різного віку, призводить до зміни концентрації показників, які характеризують стан азотного обміну. Так, у крові отруєних тварин 3-, 6 - і 18-місячного віку виявлено тенденцію до зниження концентрації загального білка на фоні вірогідного підвищення концентрації аміаку в 2,1, 2,1 і 1,7 раза, сечовини – у 2,0, 1,6 і 1,2 раза та креатиніну – у 2,5, 1,6 і 1,4 раза відповідно відносно цих показників у крові тварин інтактної групи, що є свідченням посилення амонієгенезу та сечовиноутворення в тканинах, оскільки кадмій є одним із визначальних факторів, що опосередковано, в результаті низки складних метаболічних перетворень, призводить до виникнення метаболічного ацидозу (Мельничук Д.О., Любецька Т.В. та ін., 1987; Мельникова Н.М. та ін., 2004). При цьому в організмі отруєних тварин відбувається процес окисної модифікації білків, який призводить до агрегації або фрагментації білка. Такі окиснені білки є субстратом для протеолітичних ферментів, які, в свою чергу, також обумовлюють зниження у крові концентрації загального білка (Simpson J. A. et al., 1992; Levine R. L. et al., 1999). Найбільш виражені зміни концентрації показників азотного обміну відмічено в крові отруєних щурів 3-місячного віку, що можна пояснити пригніченням з віком метаболічних процесів.
Обмін амінокислот контролюють біохімічні та фізіологічні механізми, що забезпечують відносно стабільний їх рівень у крові та тканинах, а надлишок утилізується в реакціях глюконеогенезу, синтезі ацетил-КоА та утворення проміжних продуктів циклу трикарбонових кислот (Бенсон Дж. и др., 1984). Таким чином, амінокислоти в процесі тканинного обміну утворюють субстрати циклу трикарбонових кислот. Вуглеводи, що зазнають перетворення в результаті гліколізу, є джерелами пірувату і лактату.
Зважаючи на те, що в процесі онтогенезу відбуваються значні зміни окисно-відновних реакцій і, зокрема, зміни гліколізу та циклу трикарбонових кислот (Доліба М.М., Кургалюк Н.М. та ін., 1993), вивчено вікові особливості токсичного впливу кадмію на окремі ланки цих метаболічних шляхів, як одних із найважливіших у процесах біологічного окиснення і генерації макроергічних зв’язків.
За результатами проведених досліджень встановлено, що отруєння щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку кадмію сульфатом призводить до порушення метаболізму вуглеводів і проявляється підвищенням концентрації глюкози, метаболітів гліколізу та циклу трикарбонових кислот у крові отруєних тварин (рис.2).
Досліджуючи концентрацію метаболітів гліколізу у крові отруєних щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку, встановлено вірогідне підвищення концентрації лактату на 33,7, 24,2 і 17,2%, пірувату – на 77,8, 75,0 і 73,3% відповідно відносно цих показників у крові інтактних тварин. Надлишок концентрації лактату за умов отруєння кадмієм, імовірно вказує на активацію анаеробних процесів гліколізу. Водночас, підвищена концентрація пірувату в крові отруєних щурів може свідчити, що процеси вуглеводного розщеплення гальмуються на стадії окиснення пірувату.
При дослідженні концентрації метаболітів циклу трикарбонових кислот у крові за умов уведення виявлено їхні зміни у щурів усіх вікових груп. Встановлено, що в отруєних щурів 3-, 6 - і 18-місячного віку вірогідно підвищується концентрація малату на 40,2, 33,8 і 24,6%, б-кетоглутарату – на 79,4, 63,3 і 50,0%, оксалоацетату – у 2,1, 1,9 і 1,8 раза відповідно відносно цих показників у крові щурів інтактних груп. Такий характер змін концентрації метаболітів циклу трикарбонових кислот у крові отруєних щурів, можливо, пов’язаний з пригніченням функціонування аеробного шляху розщеплення вуглеводів і, як наслідок, – зниження використання зазначених метаболітів у циклі трикарбованих кислот.
На підставі аналізу одержаних даних можна зробити висновок про відмінності інтенсивності процесів вуглеводного обміну залежно від віку тварин.
Отже, результати проведених досліджень свідчать, що з віком чутливість організму до токсичного впливу важких металів знижується. Зміна біохімічних процесів в організмі щурів на різних етапах онтогенезу лежить в основі адаптаційних реакцій організму до дії ксенобіотиків і є одним із механізмів пристосування до існування за умов отруєння кадмієм (Трахтенберг І.М., 2005). Встановлено, що в крові отруєних щурів 3-місячного віку ступінь активації гліколізу є значно вищою порівняно з відповідними показниками у крові отруєних тварин 6 - та 18-місячного віку.