УДК 636.32/.38:591.111.8:57.04:546.815
doi: 10.15389/agrobiology.2015.6.839rus
СОДЕРЖАНИЕ МЕТАЛЛОТИОНЕИНОВ В ОРГАНАХ ОВЕЦ
ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ ПОСТУПЛЕНИИ СВИНЦА С РАЦИОНОМ
Э.Б. МИРЗОЕВ, В.О. КОБЯЛКО, И.В. ПОЛЯКОВА, О.А. ГУБИНА,
Н.А. ФРОЛОВА
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 (Cd2+, Zn2+, Pb2+, Hg2+, Cu2+) 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.
Ключевые слова: свинец, металлотионеин, овца, печень, почки, селезенка.
CONTENT OF METALLOTHIONEINS IN THE ORGANS OF SHEEP
UNDER CHRONIC INTAKE OF LEAD WITH RATION
E.B. Mirzoev, V.O. Kobyalko, I.V. Polyakova, O.A. Gubina, N.A. Frolova
When studying the effects of lead on mammals, one of the informative indicators is the level of metallothioneins (MTs) in organs. MTs are low molecular weight proteins (6-7 kDa) containing up to 30 % cysteine which bind heavy metal ions (Cd2+, Zn2+, Pb2+, Hg2+, Cu2+) and act as a trap for free radicals. It is assumed that the MTs content in tissues of mammals depends not only on the amount of lead, the way of intake (with water and/or diet), the type of the tissue and its physiological functions, but on the number of cells in the body and their functional activity. At the same time, the violation in functional and synthetic activity of cells may be related to changes in the weight indices of the bodies. In this regard, the study of MT levels in farm animals as influenced by lead is of interest. In the present work we studied experimentally the MT content, the cellularity and the weight index of the organs in sheep of the Romanov breed under lead intoxication. The experiment was conducted on 27 animals of 33.0±1.1 kg in weight at the age of 1-1.5 years. The sheep were divided into four groups. The group I (4 intact animals) served as a control. For 90 days the sheep in groups II (5 animals), III (9 animals) and IV (9 animals) had a daily diet with lead nitrate at 5 mg/kg, 25 mg/kg and 150 mg/kg of feed, respectively, which corresponded to 1, 5 and 30 MPL (maximum permissible levels) of the metal in the feed. The diet consisted of 0.3 kg of concentrate and 2 kg mixed grass hay. Lead nitrate was administrated with feed once a day. Daily intake of metal (on average per animal) was 10 mg in group II, 50 mg in group III, and 300 mg in group IV, and the dose was 0.3, 1.5 and 9 mg/kg of animal weight, respectively. The study of biological indices was performed in the organs with different physiological functions (liver, kidneys, spleen), which vary in the intensity of metal accumulation and proliferation. The liver, kidneys and spleen were collected after slaughter before the beginning of the experiment (before priming) in one animal, then on days 30 and 60 of intoxication in one animal from group II, 3 animals from group III and 3 animals from group IV, and on day 90 in 3 animals from each group. It was found that constitutive MT levels differed, being higher in sheep liver and kidneys when compared to spleen, while the cell number was less. As a result of chronic intake of lead from diet, the content of MTs in the liver, the number of cells and the body weight index increased. The most pronounced changes were observed in the animals of group IV. In the kidneys there were non-linear changes in the MT level. Decrease in the MT content on day 30 of the intoxication as cell number in kidneys increased was indicative of inhibition of the cell synthetic activity, and an increase in body weight index at days 60 and 90 while the cell number reduced indicated the development of negative processes. In the spleen, the MT synthesis was inhibited, and non-linear changes in the cell number were observed. Comparison of the obtained results allows us to assume the development of negative processes in the liver, kidneys and spleen that is associated, on the one hand, with intensity of lead accumulation, and on the other hand, with the sensitivity of cells in the organs to toxic effects of this metal. It is assumed that low constitutive MT level is one of the factors of high sensitivity to lead in splenocytes.
Keywords: lead, metallothionein, sheep, liver, kidney, spleen.
ФГБУ Всероссийский НИИ радиологии |
Потупила в редакцию |
Оформление электронного оттиска
