Метаболизм соединений свинца и меди в организме собак г. Красноярска чужакин Н. Л., Колесников В. А

Изолированному действию соединений свинца и меди, а также изменениям вызываемых этими элементами в повышенных концентрациях посвящено достаточное количество публикаций. В работах, главным образом исследовалось взаимодействие одного элемента поступившего в избытке при нормальном уровне содержания второго элемента [1—3, 6, 11]. Так, в частности, при сатурнизме обнаружено уменьшение содержания в крови меди и ее повышенное выделение через желудочно-кишечный тракт, ингибирование некоторых медьсодержащих ферментов гемосинтеза, а также церулоплазмина, играющего важную роль в окислительно-восстановительных реакциях, транспорте и метаболизме меди. С другой стороны, известно, что развитие свинцовой анемии можно затормозить применением медьсодержащих микстур [7]. Комбинированное действие соединений свинца и меди на организм животного на уровне порога острого воздействия свидетельствует об антагонизме этих элементов [4]. В костной ткани обращает на себя внимание антагонистический характер динамики депонирования меди и калия, соответствуя исследованиям некоторых авторов, свидетельствующим об обратно пропорциональной корреляции между медью и рядом макроэлементов [9].

Сложность оценки воздействия свинца и меди на организм человека и животных состоит в том, что свинец, медь, как и другие тяжелые металлы в малых дозах оказывает неспецифическое воздействие. В результате происходит бессимптомное накопление изменений в органах и тканях, что выявить клинически не всегда возможно. Лабораторные методы определения свинца в биологических субстратах (спектрофотометрия, атомно-адсорбционная спектроскопия, флюорометрия, полярография, ионная хроматография) являются либо малочувствительными, либо недостаточно экспрессными. При методах, требующих сжигания образцов, происходит и потеря свинца в пробах. В частности, при температуре 400-420°С потеря свинца в образцах составляет 22%. По данным ряда авторов, по сочетанию чувствительности, экспрессности, точности и стоимости наиболее приемлемым методом определения свинца в биосредах является инверсионная вольтамперометрия [8, 10].

Основные исследования проводились с помощью вольтамперометрического анализатора «ТА-4», а там где позволяла масса органа- атомно-абсорбционный спектрометр «SOLAAR S Series» для дополнительного контроля получаемых показаний.

В нашей работе проводились мониторинговые исследования содержания тяжелых металлов в организме собак проживающих на территории г.Красноярска. Различный уровень содержания тяжелых металлов, в зависимости от района обитания животных в городе, позволяет построить биологические модели для анализа взаимодействия свинца и меди.

Тип и характер биологического взаимоотношения металлов устанавливали при помощи уравнения линейной парной регрессии. Параметры уравнения определяли с помощью метода наименьших квадратов (Least Squares Мethod), который является одним из основных методов регрессионных уравнений, дающий наилучшие линейные несмещенные оценки.

Коэффициент корреляции (r) - мера линейной взаимосвязи между переменными. Значения коэффициента корреляции могут варьировать по модулю от нуля до единицы. Нулевой коэффициент корреляции говорит о том, что значения одной переменной совершенно не связаны со значениями другой переменной. В проведенных исследованиях коэффициент близкий к нулю является показателем низкой степени зависимости соединений свинца от соединений, содержащих медь, а отрицательное значение указывает на антагонизм этих элементов в организме животного.

На первом этапе было выполнено исследование количественного соотношение свинца и меди в следующих органах и тканях: почки, печень, сердце, легкие, диафрагма, прямая кишка, слепая кишка, мышцы, трубчатая кость, ребро, селезенка, поджелудочная железа, ободочная кишка, желудок, головной мозг, язык, костный мозг, лимфатический узел, тонкий кишечник, кровь. Большой набор исследуемых органов составил разнородную картину количественного отношения свинца к меди и дал возможность оценки этих связей происходящих как организме, в целом, так и его системах.

При этом полученные коэффициенты корреляции оказались как отрицательными, так и положительными с разной мерой связи. Отрицательный коэффициент корреляции, с высокой степенью достоверности, проявляется в крови и кроветворных органах. Непосредственно в крови он составляет -0,33, в селезенке -0,54, в костном мозге и лимфатическом узле -0,86 и -0,90 соответственно. В желудочно-кишечном тракте взаимодействие свинца и меди отражается, и отрицательными, и положительными значениями. Кроме печени, значения переменных металлов близки к нулю, что говорит о низкой степени соотношения свинца и меди в этих органах (Диагр. №1).

Соединения свинца и меди в мышечной ткани дают положительную корреляционную зависимость: сердце- 0,66; диафрагма- 0,60; поперечнополосатая скелетная мышца- 0,50; язык- 0,55.

В других органах и тканях не наблюдалось четкого антагонизма между металлами: почки- 0,22; трубчатая кость- -0,10; ребро- 0,17; головной мозг- 0,26.

Несколько иная картина наблюдается при проведении регрессионного анализа по зонам обитания животных. Для этого брались суммарные значения двадцати различных органов и тканей, сравнивались взаимные концентрации свинца и меди между животными разных районов города.

Массив полученных результатов достаточно объемный, и упростить восприятие данных можно при помощи анализа общего качества уравнения регрессии - множественный коэффициент детерминации R², называемый также квадратом коэффициента множественной корреляции R. Коэффициент детерминации R² показывает, на сколько процентов (R²*100) найденная функция регрессии описывает связь между исходными значениями факторов.

В нашем случае, коэффициент детерминации недостаточно высокий для однозначных выводов, но тем не менее он отражает картину экологической обстановки в городе и характер процессов взаимодействия свинца и меди. В районах города с высоким фоновым содержанием тяжелых металлов коэффициент множественной корреляции оказывался более достоверным, а построенная модель объясняла большее число переменных (Диагр. №2).

Возможно, именно с этим связана неоднозначность полученных результатов при сравнительном анализе между органами и системами организма. В литературе описывались модели исследования с пороговыми значениями содержания металлов, при которых антагонизм оказывался определяющим фактором.

Можно утверждать, что при высоких уровнях концентраций свинца и меди прослеживается четкий антагонистический характер взаимодействия этих элементов. Для описания процессов, происходящих на уровне, не превышающем пороговых значений, необходим более сложный тип многомерного анализа каждого органа или системы органов, с определением большего числа взаимодействующих элементов, различных возрастных групп животных, учитывая пути поступления токсических элементов.

1. Бенедиктов В. А. // Гигиена труда и профессиональные заболевания в цветной металлургии. — Алма-Ата, 1970. —С. 16—19.

2. Бобрищев-Пушкин Д. М., Орлова А. А., Наумова Л. А., Никитина Л. С. //Гиг. труда. — 1977. —№ 8. — С. 10— 13.

3. Борисов А. Л. // Гиг. труда.— 1985. — № 2. — С. 42—46.

4. Давыдова В.И. // Гигиена и санитария. - 1988 - №4. - с.78-79.

5.Зайцева Н.В. Свинец в системе мать-новорожденный как индикатор опасности химической нагрузки в районах химического неблагополучия. // Гигиена и санитария.- 2002.- №4.- С.45-46.

6. Наумова Л. А., Никитина Л. С., Николаева Л. И., Хельковский-Сергеев Н. А. // Металлы. Гигиенические аспекты оценки и оздоровления окружающей среды. — М.. 1983.— С. 187—193.

7. Одынец Р. Я.// Биологическая роль меди.—М., 1970.— С. 198—211.

8. Павловская Н.А.. Кузнецова М.А. Определение свинца и кадмия в моче и крови методом инверсионной вольтамперометрии на анализаторе CBA-IBM // Медицина труда и промышленная экология 1996, №11: 28-31.

9. Скоблин А.П., Белоус А.М. Микроэлементы в костной ткани. М.: Медицина, 1968. 232 с.

10. Текуцкая Е.Е., Софьина Л.И., Бендер Л.В., Онищенко Н.П. Методы и практика контроля содержания тяжелых металлов в биосредах // Гигиена и санитария 1999, №4: 72-74.

11. Dorn С. R., Pierce J. О., Chose G. R., Phillips P. Е. //