Сравнительное изучение влияния тяжелых металлов на резистентность мембран эритроцитов в условиях in vitro
DOI:
https://doi.org/10.26577/eb-2019-3-b16Аннотация
Тяжелые металлы (в том числе, ртуть, свинец, кадмий) и их соединения относятся к числу распространенных и высокотоксичных веществ, способных к накоплению в живых организмах. Соли тяжелых металлов взаимодействуют с биологическими компонентами клеток, оказывая существенное влияние на функции организма. Ингибирование ферментов и необратимые конформационные изменения макромолекул могут приводить к изменению ряда метаболических процессов.
Для оценки потенциальной патофизиологической роли тяжелых металлов при действии на организм и выяснения механизма изолированного и комбинированного действия токсикантов были проведены настоящие исследования влияния ацетата свинца и хлорида ртути на резистентность мембран эритроцитов в условиях in vitro.
Результаты наших исследдований показали, чтo ацетат свинца и хлорид ртути доза-зависимо снижают осмотическую и перекисную резистентность эритроцитов. Следует отметить, что наиболее существенный эффект на гемолиз эритроцитов наблюдается при действии всех исследованных концентраций хлорида ртути. Сравнение проницаемости эритроцитарных мембран при действии возрастающих концентраций ацетата свинца и хлорида ртути показали, что оба токсиканта оказывают повреждающий эффект на состояние мембран эритроцитов, что приводит к доза-зависимому повышению гемолиза эритроцитов. Высокие концентрации ацетата свинца и хлорида ртути, равные 20,0 мМ вызывают максимальное значение гемолиза эритроцитов. Установлено, чтo совместное действие ионов тяжелых металлов на состояние мембран эритроцитов в условиях in vitro сопровождается снижением резистентности мембран эритроцитов. Показано, что эффект комбинированного действия ионов Pb2+ и Hg2+ значительно превосходят значения, полученные при их изолированном влиянии.
Таким образом, результаты наших исследований показали, что ионы тяжелых металлов как при изолированном, так и при совместном действии оказывают неблагоприятное влияние на состояние мембран эритроцитов.
Ключевые слова: nяжелые металлы, резистентноть, гемолиз, эритроциты
Библиографические ссылки
2. Bernhoft R.A. (2012) Mercury toxicity and treatment: a review of the literature. J. Environ. Public. Health, vol. 2012:460508.
3. Carpenter D.O., Arcaro K.F., Bush B., Niemi W.D., Pang S., Vakharia D.D. (1998) Human health and chemical mixtures: an overview. Environ. Health Perspect., vol. 106, no 6. pp. 1263-1270.
4. Driscoll C.T., Mason R.P., Chan H.M., Jacob D.J., Pirrone N. (2013) Mercury as a global pollutant: sources, pathways, and effects. Environ. Sci. Technol., vol. 47, no 10, pp. 4967-4983.
5. Ercal N, Gurer-Orhan H., Aykin-Burns N. (2001) Toxic metals and oxidative stress part I: mechanisms involved in metal-induced oxidative damage. Curr. Top. Med. Chem., vol.1, no 6, pр. 529-539.
6. Ershov Yu.A., Pleteneva T.V. (1989) Mehanizmyi toksicheskogo deystviya neorganicheskih soedineniy [Mechanisms of toxic action of inorganic compounds]. M.: Meditsina, 272 p.
7. Fernandes A., Mira M.L., Azevedo M.S., Manso C. (1988) Mechanisms of hemolysis induced by copper. Free Radic. Res. Commun. vol. 4, no 5, pp. 291-298.
8. Flora G., Gupta D. and Tiwari A. (2012) Toxicity of lead: A review with recent updates. Interdiscip. Toxicol., vol. 5, no 2, pp. 47–58.
9. Furduy F.I., Haydarliu S.H., Mamalyiga L.M. (1985) Kombinirovannoe vozdeystvie na organizm ekstremalnyih faktorov [Combined effects on the body of extreme factors]. Kishinev: Shtiina, 140 p.
10. Guzzi G., La Porta CA. (2008) Molecular mechanisms triggered by mercury. Toxicology, vol. 244, no 1, pp. 1-12.
11. Jaishankar M., Tseten T., Anbalagan N., Mathew B.B., Beeregowda K. N. (2014) Toxicity, mechanism and health effects of some heavy metals. Interdisci.p Toxicol., vol. 7, no 2, pp. 60–72.
12. Jaishankar M., Tseten T., Anbalagan N., Mathew B.B., Beeregowda K.N. (2014) Toxicity, mechanism and health effects of some heavy metals. Interdiscip. Toxicol., vol. 7, no 2 pp. 60-72.
13. Jomova K., Valko M. (2011) Advances in metal-induced oxidative stress and human disease. Toxicology, vol. 283, pp. 65–87.
14. Karai I., Fukumoto K., Kageyama K., Horiguchi S. (1982) Effect of lead in vitro on water metabolism and osmotic fragility of human erythrocytes. Br. J. Ind. Med. vol. 39, no 3. pp. 295-296.
15. Kazantzis G. (2002) Mercury exposure and early effects: an overview. Med. Lav., vol. 93, no 3, pp. 139-147.
16. Kolmakov V.N., Radchenko V.G. (1982) Znachenie opredeleniya pronitsaemosti eritrotsitarnyih membran (PEM) v diagnostike hronicheskih zabolevaniy [The value of determining the permeability of erythrocyte membranes (PEM) in the diagnosis of chronic diseases]. Terapevticheskiy arhiv. vol.54, no 2, pp. 59-62.
17. Lin X., Gu Y., Zhou Q., Mao G., Zou B. and Zhao J. (2016) Combined toxicity of heavy metal mixtures in liver cells. J. Appl. Toxicol., vol. 36, pp. 1163-1172.
18. Magos L., Clarkson TW. (2006) Overview of the clinical toxicity of mercury. Ann. Clin. Biochem., vol. 43(Pt 4), pp. 257-268.
19. Miroshina T.N., Murzahmetova M.K., Utegalieva R.S., Shajhynbekova R.M., Mihalkina N.I. (2002) Korrigiruyuschee vliyanie indolaminov na sostoyanie membran eritrotsitov pri deystvii tyazhelyih metallov [Corrective effect of indoleamines on the state of erythrocyte membranes under the action of heavy metals]. Vestnik KazNU im. Al-Farabi. Seriya biol. no 3, pp. 80-86.
20. Nikolić R., Krstić N., Jovanović J., Kocić G., Cvetković T.P., Radosavljević-Stevanović N. (2015) Monitoring the toxic effects of Pb, Cd and Cu on hematological parameters of Wistar rats and potential protective role of lipoic acid and glutathione. Toxicol. Ind. Health, vol. 31, no 3, pp.239-46.
21. Pokrovskiy A.A., Abrarova A.A. (1964) K voprosu o perekisnoy rezistentnosti eritrotsitov [To the question about peroxide resistance of erythrocytes]. Vopr. Pitaniya, vol. 16, pp. 44-49.
22. Ribarov S.R., Benov L.C. (1981) Relationship between the hemolytic action of heavy metals and lipid peroxidation // Biochim. Biophys. Acta, vol. 640, no 3. pp. 721 - 726.
23. Sandhir R., Gill K.D. (1995) Effect of lead on lipid peroxidation in liver of rats. Biol. Trace. Elem. Res., vol.48, no 1. - pp. 91-97.
24. Sandhir R., Julka D., Gill K.D. (1994) Lipoperoxidative damage on lead exposure in rat brain and its implications on membrane bound enzymes. Pharmacol. Toxicol., vol.74, no 2, pp. 66-71.
25. Valko M., Jomova K., Rhodes C. J., Kucˇa K., Musнlek K. (2016) Redox and non redox metal induced formation of free radicals and their role in human disease. Arch. Toxicol., vol. 90, pp. 1–37.
26. Valko M., Morris H., Cronin M.T. Metals, toxicity and oxidative stress (2005) Curr Med Chem., vol.12, no 10, pр.1161-1208.
27. Venter C., Oberholzer H.M., Cummings F.R., Bester M.J. (2017) Effects of metals cadmium and chromium alone and in combination on the liver and kidney tissue of male Spraque-Dawley rats: An ultrastructural and electron-energy-loss spectroscopy investigation. Microsc. Res. Tech., vol. 80, no 8, pp. 878-888.
28. Wani A.L., Ara A., Usmani J.A. (2015) Lead toxicity: a review. Interdiscip. Toxicol., vol. 8, no 2, pp. 55–64.
29. Wu X., Cobbina S. J., Mao G., Xu H., Zhang Z., Yang L. (2016) A review of toxicity and mechanisms of individual and mixtures of heavy metals in the environment. Environ. Sci. Pollut. Res., vol. 23, pp. 8244–8259.
