Нарушения в обмене веществ под действием нитрозодиметиламина

В данной статье рассматрены влияние производного гидразина — нитрозодиметиламина на биохими­ческие показатели крови и его коррекция с помощью препарата «Цитафат». При затравке организма грызунов нитрозодиметиламином произошли изменения в обмене углеводов, белков и жиров, также наблюдалось повышение уровня глюкозы и понижение альфа-амилазы. При коррекции цитафатом ак­тивность альфа-амилазы, гамма-глутамилтранспептидазы повысилась, активность аминотрансфераз, лактатдегидрогеназы понизилась. Было также зафиксировано благоприятное действие цитафата на ан­титоксическую функцию печени и сердечную мышцу. 

Введение

Производные гидразина используются в различных сферах — в аэрокосмической деятельности, медицинской практике, лабораторно-диагностической деятельности, поэтому загрязнению гидрази­нами окружающая среда подвергается в больших размерах. Оценка воздействия военно-космической деятельности отличается крайней сложностью в связи с отсутствием возможности проведения непо­средственных измерений в каждой точке огромной территории влияния даже для текущего процесса, не говоря уже о ретроспективной оценке. Источники информации по этой проблеме до настоящего времени остаются труднодоступными. В настоящее время особенно актуален вопрос о влиянии про­изводных гидразина на организм человека и животных, возможные пути его детоксикации [1; 54].

Использование несимметричного диметилгидразина (НДМГ) сопровождается загрязнением окружающей среды и прежде всего почвы. Особенно в данной проблеме следует отметить ракетно-космическую деятельность, которая с медико-гигиенических позиций классифицируется как потен­циально высокоопасная для здоровья людей, что обусловлено применением в качестве ракетного то­плива высокореакционных химических соединений, обладающих пожаро-, взрывоопасными и выра­женными токсическими свойствами, в частности НДМГ.

Наработка ракетного горючего НДМГ на промышленных объектах производится в строгих рам­ках сравнительно стабильного, контролируемого технологического регламента, обеспечивающего безопасные условия труда и сохранение здоровья работающих.

В то же время при применении НДМГ, а также при ликвидации ракетно-космических изделий и при аварийных ситуациях возникают экстремальные ситуации, которые сопровождаются кратковре­менным поступлением значительных концентраций токсиканта в воздух и объекты окружающей сре­ды, представляя при этом серьезную потенциальную опасность для людей.

В связи с этим мы поставили перед собой цель — изучить негативное влияние нитрозодиметил-амина (НДМА) на некоторые биохимические показатели крови и коррекцию функциональных нару­шений организма препаратом «Цитафат».

Материалы и методы исследований

Эксперимент проводили на 90 белых беспородных крысах. Крысы были разделены на 3 группы. Первую группу составляли контрольные крысы, во второй группе изучалось влияние на крыс нитро-зодиметиламина в дозе 1/10 LD₅₀ (1,34 мг/мл) в течение трех месяцев и в третьей — детоксицирую-щее действие препарата «Цитафат» в дозе 30 мг/мл.

Забор крови для биохимического анализа осуществляли утром, натощак, из сонной артерии в количестве 10 мл, без консерванта. После охлаждения кровь центрифугировали на протяжении 20 мин (при обороте 1500 в минуту). Полученную сыворотку отбирали в сухую чистую пробирку. Определяли содержание общего и связанного билирубина, общего белка, мочевины, мочевой кисло­ты, креатинина, общего холестерина, глюкозы, активность ферментов (АсАТ, АлАТ, а-амилазы, гамма-глутамилтранспептидазы -g-ГТП, лактатдегидрогеназы — ЛДГ, креатинфосфокиназы — КФК, щелочной фосфотазы), а также содержание триглицеридов и тимоловую пробу по общепринятым ме­тодикам [2; 45].

Цифровые данные статистически обработаны по критерию Стьюдента [3; 113].

Результаты исследований и их обсуждение

Согласно данным литературы, при остром отравлении НДМА нарушается деятельность сердеч­но-сосудистой и дыхательной систем, а для хронического отравления НДМА характерны симптомы прогрессирующей недостаточности печени (нарушения белкового, углеводного и пигментного обме­нов) и в меньшей степени почек. Со стороны отдельных биохимических показателей экспери­ментальных групп имели место изменения, близкие или выходящие за пределы физиологических ко­лебаний [4; 71].

В результате наших исследований выявлено увеличение содержания глюкозы при затравке НДМА на 99,5 % (P < 0,001), а при применении цитафата в лечении отравления этот показатель по­вышен на 106,87 % (P < 0,001), что свидетельствует о нарушении в обмене углеводов при интоксика­ции НДМА (рис. 1).

Характер изменений а-амилазы у экспериментальных животных — снижение во второй группе на 30,06 % (P < 0,001), в третьей группе на 10,97 % показывает нарушение окисления углеводов с замедлением распада их в тканях. По-видимому, и увеличение уровня глюкозы, и снижение актив­ности а-амилазы, катализирующей гидролиз крахмала, также связаны с этим механизмом токсиче­ского действия НДМА (рис. 1).

Применение цитафата для лечения не меняет уровень глюкозы в крови, но активность а-амилазы усиливается по сравнению с затравленной группой.

По результатам наших исследований НДМА вызывал увеличение уровня триглицеридов в крови на 18 % (P < 0,001), холестерина — на 36,57 % (P < 0,001), которое может подтверждать изменения в липидных обменных процессах при затравке производными НДМГ. Это, видимо, связано с наруше­нием функции печени, следствием чего является увеличение секреции липопротеинов печени в плаз­му. При использовании гепатопротектора цитафат триглицериды повышены на 5,47 % (P < 0,001), а холестерин на 17 % (P < 0,01) в сравнении с контрольными данными, что свидетельствует о поло­жительном эффекте данного препарата на жировой обмен (рис. 2).

В показателях обмена белков при затравке НДМА в наших экспериментах тоже произошли не­существенные изменения. Содержание общего белка в плазме повышено во второй группе на 9,7 %, в третьей — на 3,65 %. Тимоловая проба во всех группах оказалась в пределах физиологической нормы.

По данным эксперимента мочевина во второй группе животных, получавших НДМА, уменьша­лась на 17,06 % (P < 0,01), в третьей группе, крысы получали вместе с НДМА цитафат, — на 9,08 % (P < 0,001) меньше по сравнению с контрольными данными. Мочевая кислота увеличивалась на 9,08 % во второй группе животных и на 9,7 % — в третьей. Креатинин незначительно изменялся в экспериментальных группах. Согласно данным литературы и нашим исследованиям, отклонения от нормального содержания мочевины сыворотки крови зависят от синтеза и выделения. Снижение уровня мочевины может быть связано с угнетением синтеза мочевины в печени.

Действие производных НДМГ на различные ферментные системы не специфично. Они вызы­вают повышение или угнетение активности многих ферментов.

В основе механизма токсического действия производных гидразина лежит их способность инги-бировать пиридоксальзависимые ферменты — аминотрансферазы, аминоксидазы, декарбоксилазы и др. Это приводит к изменению реакций переаминирования, фосфорилирования, декарбоксилиро-вания, окисления, ацетилирования и др. жизненно важных процессов [4].

Нами были выявлены следующие изменения в активности ферментов.

Активность аминотрансфераз в экспериментальных группах достоверно была выше контроль­ных данных. Активность АлАТ в группе, получавшей НДМА, на 101 % выше, чем в контрольной, а при детоксикации цитафатом наблюдалось понижение интенсивности указанной выше реакции на 84 %, но уровень активности АлАТ остается повышенным и в третьей группе животных по срав­нению с контролью. Активность АсАТ также повышена во второй группе животных на 303,37 %, в третьей — на 64,92 %.

Коэффициент де Ритиса, который показывает соотношение аминотрансфераз, в первой группе равен 2,72; а при введении цитафата — 1,02, что свидетельствует о тяжелом поражении печени и о благоприятном течении заболевания при введении цитафата.

Щелочная фосфатаза увеличилась во второй группе на 30 %, в третьей — на 10,87 % (рис. 3). Увеличение активности названных ферментов может свидетельствовать о неблагоприятных измене­ниях в клетках паренхимы печени, а понижение активности ферментов при детоксикации гепатопро-тектором дает возможность применять этот препарат для лечения отравлений производными НДМГ.

Изменения активности ЛДГ и КФК имеют место при различных патологических состояниях, в том числе и при тяжелых формах интоксикации [5].

По нашим экспериментальным данным, активность ЛДГ увеличена на 22,53 % во второй группе животных, на 11,33 % — в третьей. Активность КФК на 8,6 % ниже во второй группе и на 27 % выше в третьей группе животных в сравнении с контрольными данными.

Уровень ГГТП несколько понижен, но находится в пределах физиологической нормы (рис. 4).

Из указанного выше следует отметить, что при хронической интоксикации НДМА происходят умеренные изменения в сердечной мышце. Увеличение креатинфосфокиназы в сыворотке крови в группе, получавшей НДМА вместе с цитафатом, объясняется, по крайней мере, двумя причинами:

• выходом в  кровяное  русло  ферментов  из  поврежденных участков  органов  или тканей,
• одновременным резким повышением каталитической активности тканевых ферментов, переходя­щих в кровь.

Содержание общего и связанного билирубина в крови меняется несущественно в сыворотках крови экспериментальных животных. Во второй группе общий билирубин понижался на 7,39 %, а связанный — на 10,45 % (P < 0,001). В третьей группе животных эти показатели крови в пределах нормы.

Выводы

1. Затравка нитрозодиметиламином в дозе 1/10 LD₅₀ вызывает изменения в обмене белков, угле­водов, жиров:

а) наблюдалось повышение активности аминотрансфераз, щелочной фосфатазы, лактатдегидро-геназы, общего белка; понижение уровня мочевины, креатининфосфокиназы, гамма-глутамил-транспептидазы, что свидетельствует о неблагоприятных изменениях в клетках паренхимы печени и сердечной мышцы;

б) со стороны углеводного обмена наблюдалось повышение уровня глюкозы и понижение альфа-амилазы, что, по-видимому, связано с нарушением функции поджелудочной железы и снижением уровня инсулина в крови;

в)  в жировом обмене наблюдалось повышение триглицеридов и холестерина, что свидетельствует о нарушениях функции печени.

2. При коррекции цитафатом активность альфа-амилазы, гамма-глутамилтранспептидазы повы­силась, активность аминотрансфераз, лактатдегидрогеназы понизилась по сравнению с этими показа­телями у затравленных крыс, что свидетельствует об улучшении антитоксической функции печени и о благоприятном действии цитафата на сердечную мышцу.

References

1. Akylbaev Zh.S., Bahtybekov K.S., Bystro V.K. Unsymmetrical dimethylhydrazine and products of its transformation as a fac­tor in environmental pollution // Vestnik of KarSU. Special Issue. — 2 — № 1(21) — P. 54-56.
2. Guidelines for the use of standardized clinical laboratory methods of research / V.V.Menshikova. — Moscow, — P. 45­47.
3. Lakin G.F. — Moscow: High School, 1990. — P. 113-128.
4. Handbook of Toxicology and hygienic st (MPC) of potentially hazardous chemicals. — Moscow: AT Publishing, 1999. — P. 71-75.
5. Belov A.A. On the question of the toxicity and hazards of hydrazine and its derivatives // Industrial Toxicology. — Web site. medved.kiev.na/arhiv_mg/2000.htm