Зат алмасуының кейбір көрсеткіштеріне кадмидің және оның басқа металдармен біріккен әсері және сульфат-ионның протективтік рөлі

Мақалада заттар алмасуының кейбір көрсеткіштеріне түрлі дозалардағы кадмидің оқшауланған және басқа металдармен біріккен әсерін зерттеп, осы жағдайдарда улануға тосқауыл болатын сульфат-ионның ерекшеліктерін бағалауды мақсат еткен тәжірибелік жағдайда ешқандай шектеусіз әдеттегі рационда ұсталған салмағы 2900 г болатын түрлі жыныстағы қояндарға жасалған зерттеу нәтижелері келтірілген.

Соңғы жылдары қолайсыз экологиялық факторлар өндірістік қалаларға да, өндірістік емес қалалағда да, сондай-ақ ауылдық жерлерге де тэн ерекшелік. Бір жағынан бұл қоршаған ортаның ғаламдық ластануымен түсіндірілсе, екінші жағынан барлық жерде автокөліктердің кеңінен таралуымен түсіндіріледі [1].

Адамның тіршілік ортасын ластаушы химиялық элементтердің ішіндегі ауыр металдардың алатын орны ерекше *2, 3]. Олардың қоршаған ортаға, соның ішінде тірі организмдерге теріс эсері қазіргі уақытта маңызды да өзекті болып табылады. Табиғатта ауыр металдардың болуы қалыпты құбылыс екендігі белгілі. Олардың қосылыстары бүкіл Жер шарына таралған жэне жер қыртысы жыныстарының құрамында бар. Бірақ, адамның белсенді эрекеті, қоршаған ортаны өзгерістерге ұшыратуы (металлургия, тау-кен жэне химия кэсіпорындарының территориясы) есебінен ластаушы заттардың, солардың қатарында ауыр металл тұздарының да концентрациясы шапшаң артуда [4].

Өндірісте кеңінен жэне көп мөлшерде қолданылатын немесе адамның іс-эрекеті нэтижесінде қоршаған ортаға түсетін жэне қоршаған ортада жинақталғанда өздерінің биологиялық белсенділігі мен улылық қасиеттері тұрғысынан айтарлықтай қауіпті болатын металдардың мэні зор. Оларға қорғасын, сынап, кадмий, мырыш, висмут, кобальт, никель, мыс, қалайы, сурьма, ванадий, марганец, хром, молибден жэне мышьяк жатады [2, 3]. Қазып алу жэне өңдеу ортаның металдармен ластануының ең қуатты көзі болып табылмайды. Бұл мекемелерден шығатын жалпы тастандылар жылу- энергетика мекемелерінің тастандыларынан аз. Көптеген металдардың биосфераға түсуінің негізгі көзі металл өндірісі емес, нақты айтқанда көмірді жағу үрдісі болып табылады. Көмір мен мұнайда барлық металдар бар. Ауыр металдарды қоса алғанда улы химиялық элементтер топыраққа қарағанда электр стансаларының күлінде, өндірістік жэне тұрмыстық жағу қалдықтарында айтарлықтай көп. Отынды жаққанда атмосфераға түсетін тастандылардың маңызы ерекше. Мысалы, олардағы сынап, кадмий, кобальт, мышьяк мөлшері қазып алынатын металдардың мөлшерінен 3-8 есеге асып түседі. Ауыр металдар минералдық тыңайтқыштардың құрамында да бар[5, 6].

Заманауи өндіріс - бұл қарқындылығы едэуір немесе аз болатын оқшауланған фактордың ғана эсері емес, ол күрделі өндірістік-элеуметтік фонның эсері. Оның ішінде жетекші фактордың бөліп алу өте қиын [7]. Заманауи өнеркэсіп өндірісі жағдайларында металдардың біріккен эсері мэселесі аса өзекті. Жекелеген металдардың эсер ету сипаты жөніндегі қазіргі уақытта бар мэліметтер олардың организмге бірге түсуінің қауіптілігіне баға беруге мүмкіндік бермейді, өйткені біріккен эсер кезінде оны құрайтын жекелеген компоненттердің арнайы эсер сипаты сақталуы мүмкін болғанымен, жаңа сандық жэне сапалық сипатқа ие болады [8].

Маталдар организмге түскенде жауап реакциясының сипаты бір жағынан металдар мен ортаның өзара химиялық эрекеттесуіне, екінші жағынан металдардың физиологиялық қорғаныштық механизмдермен эсеріне байланысты болады. Организмге бірнеше метал бірге түскен кезде, онсыз да күрделі болған метал мен организм арасындағы өзара қатынастар металдардың өздерінің эсерлері арасында да өзара эсерлесудің пайда болуымен күрделенеді. Металдардың біріккен эсері эффекті мен олардың организмдегі бэсекелес өзара эсерлесуі арасындағы өзара тығыз байланыс туралы айтылған гипотезалық ойлар жан-жақты өңдеуді қажет етеді [9]. Осы тұрғыда күрделеніп бара жатқан экологиялық жағдай да зерттеулер жүргізуді талап етеді. Ауыр металдардың адам организміне эсер ету мэселесінің өзектілігі Қазақстан үшін ерекше. Республикада құрамында түсті металдар кешені болатын полиметалл кендері алынады, өнеркэсіптің жанар май алу жэне қайта өңдеу салалары қарқынды дамып келеді. Технологиялық үрдістер жұмыс аймағының ауасына, ал мекеме тастандыларымен атмосфералық ауаға да көбіне шектік рұқсат етілген концентрациядан асатын мөлшерде кадмий, қорғасын, сынап, темір, мыс, мырыш сияқты металдардың түсуіне экеледі.

Кадмий жоғары улылығымен жэне қоршаған ортада кеңінен таралуымен ерекшеленетін металдардың үштігіне (қорғасын мен сынаппен бірге) жатады. ХХ ғасырдың аяғы мен ХХІ ғасырдың басында ғаламшардың табиғи ортасының кадмимен ластануы қауіпті көлемге жетті. В. Эйхлердің бағалауы бойынша ол элемде қоршаған ортаға жылына шамамен 5000 танна, ал ДДҰ мэліметтеріне сүйенсек онымен тағам өнімдерінің ластануы орташа алғанда шектік нормаға – 2 мг/кг-ға жеткен. Адамға қоршаған орта факторлары кешенінің эсер етуі мэселені одан эрі күрделендіреді, өйткені қазіргі уақытта зиянды факторлардың біріккен, кешенді жэне қосарланған эсері кезіндегі нормалаудың эдістемелік негізінің болмауымен қатар, осындай эсердің нақты жағдайлардағы ерекшеліктері туралы да толық айқындық жоқ. Металдардың дозалары мен комбинациясының вариациясы олардың зиянды әсеріне организмнің жауабының варианттарын көбейтеді. Металдардың біріккен әсері кезінде өзара улылықтың күшеюі де, әлсіреуі де мүмкін. Көптеген металдар микроэлементтерге жатып, ферментер құрамына енеді. Оларсыз ферменттердің функциясын атқаруы мүмкін болмайды [10].

Металдардың улы әсерінің көрініс беруіне сульфат-ион әсер көрсете алады. Гигиена және кәсіптік аурулар ҒЗИ токсикология зертханасының зерттеулері *А.А. Лукашев, Н.К. Шишкова, Н.А. Стрелюхина, Н.А. Шевелева және басқалар., 1995 ж.+ көптеген улы заттар, солардың қатарында металдар жеке (қорғасын, мырыш, кадмий, мышьяк, ванадий және басқалар) және кебір элементтердің біріккен әсерлерінен улунулар кезінде сульфат-ионның қолайлы әсері болатындығы көрсетілген. Заттардың комбинациясымен улануда сульфаттың әсері жөнінде жаңа мәліметтер алу ретінде сульфат-инның көмегімен ауыр металдардың, соның ішінде түрлі дозаларда кадмидің оқшау және оның металдармен біріккен қоспасының әсері кезіндегі уланудың алдын алу мүмкіндігін зерттеу сөзсіз қызығушылық туғызады. Бұл мәліметтер кейінгі металдардың біріккен әсері кезіндегі оларды гигиеналық нормалаудың әдісемелік жолдарын жасағанда мәліметтер жинағын жасауға қажет. Химиялық заттар, соның ішінде металдар туғызған уланулардың алдын алу мәселесі өзекті болып қала береді.

Жұмысымыздың мақсаты - тәжірибеде заттар алмасуының кейбір көрсеткіштеріне түрлі дозалардағы кадмидің оқшауланған және басқа металдармен біріккен әсерін зерттеп, осы жағдайдарда улануға тосқауыл болатын сульфат-ионның ерекшеліктерін бағалау болды. Материалдар мен зерттеу әдістері

Тәжірибе салмағы 2900 г болатын қояндарға (еркек және ұрғашы) жасалды. Жануарларды ешқандай шектеусіз кәдімгі лабораториялық рационда ұсталды. Төрт сериялы тәжірибе жүргізілді. Әр сериясында жануарлардың үш тобы алынды.

Жануарларға демалыс және мереке күндерінен басқа күндері күнделікті пероралды жолмен дене салмағының әрбір кг-на есептеліп төмендегі кестеге сәйкес заттар енгізілген.

1 кесте - Жануарларға енгізілген заттар құрамы

¹ Zn⁺² - 0,5 мг/кг; Pb⁺² - 0,4 мг/кг; Fe⁺³ - 0,5 мг/кг; Cu⁺² - 0,3 мг/кг; Sb⁺³ - 0,05 мг/кг; As^- - 0,25 мг/кг; F^- - 0,1 мг/кг

Тәжірибенің әрбір сериясының ұзақтығы 4 ай. Ай сайын жануарлар қанындағы қан ДНК және РНК-сы, сарысудағы жалпы липидтер, қандағы, бос және жалпы холестерин, дифениламин реакциясы, сарысудағы бейорганикалық фосфор мен кальций, қан сарысуындағы жалпы белок, қан глюкозасы сияқты көрсеткішер анықталып отырды. Сульфаттың интоксикация белгілеріне әсерінің сипаты келесі критерилермен бағаланды:

Сульфаттың әсері оң - өзгерген көрсеткіш сульфаттың әсерінен қалпына келеді немесе қалыптыға жақындайды (өзгерген көрсеткішпен сенімді айырмашылық бар).

Сульфаттың әсері оң болып есептеле алмайды - сульфат улы зат әсерінен туындаған өзгерістерді күшейтеді немесе улы зат әсері кезінде болмайтын өзгерістер туғызады. Мұндай жағдайлар көп емес.

Сульфаттың әсері жоқ - зат әсерінен өзгерген көрсеткіш сульфат әсерінен кейін де өзгерген күйінде қалады.

Өзгерістер жоқ - көрсеткіш улы зат әсерінен де, осы зат пен сульфаттың әсерінен де өзгермейді (үш топтың да көрсеткіштері іс жүзінде өзгеріссіз - Р>0,05).

Зерттеудің нәтижелері.

Төрт тәжірибенің әрқайсысындағы сульфаттың оң әсерін сипаттайтын мәндер 2-кестеде келтірілген.

2 кесте - Жалпы төрт тәжірибенің әрқайсысы бойынша сульфаттың оң әсерін салыстырмалы бағалау.

Осы кестедегі мәліметтер көрсеткендей, өзгерген көрсеткіштерге сульфаттың ең әлсіз әсері 0,1 мг/кг мөлшердегі кадмиді енгізумен жүргізілген тәжірибеде көрініс берсе, ең күшті әсері 0,5 мг/кг мөлшердегі кадмиді енгізумен жүргізілген тәжірибеде байқалған. Сульфат әсерінің келтірілген мәндерін біздіңше былай түсіндеруге болады. 0,1 мг/кг мөлшердегі кадмиді енгізген кездегі улану 0,5 мг/кг мөлшерде енгізгендегі сияқты елеулі емес. Екі жағдайда да бірдей заттар қоспасы кадмидің улылық дәрежесін төмендетеді, бірақ 0,1 мг/кг кадмиді енгізгенде, улылық дәрежесінің жоғары еместігіне байланысты, заттар қоспасының әсері басым болады. 0,5 мг/кг кадмиді енгізгенде оның әсері заттар қоспасымен біріккендегіге қарағанда күштірек болып шығады. Қандай да бір белгілі шамада улылық дәрежесі өскенде сульфаттың оң әсерінің дережесі да артады.

Сонымен қатар жалпы 4 тәжірибедегі ақуыз, көмірсу, пурин, липид, минералдар алмасуы секілді зат алмасуының түрлері бойынша сульфаттың оң әсерінің дәрежесін салыстырылды. Оның мәндері 3-кестеде келтірілген.

3 кесте - Алмасудың жекелеген түрлерін сипаттайтын көрсеткіштердің топтырна сульфаттың оң әсерінің дәрежесін
салыстыру.

Бұл кестеден көріп отырғанымыздай, улану кезінде пурин алмасуының көрсеткіштеріне, сонан соң минералдар алмасуының көрсеткіштеріне сульфаттың оң әсерінің дәрежесі көбірек болды. Сульфаттың түзетуші, дәлірек айтқанда қарсы әсері дәрежесінің ең төмені ақуыз және липидтер алмасуының көрсеткіштерінде болды.

4-кестеде әрбір тәжірибе бойынша сульфат әсерінің осы тәжірибедегі жалпы бақылау санына шаққандағы пайыздық мөлшерлері көрсетілген.

4 кесте - Әрбір тәжірибе бойынша сульфат әсерінің сандық сипаттамасы. Бақылау санының %-ы түрінде

Көрсеткіштің өзгерістерінің саны қалай болғанда да уланудың дәрежесімен байыланысты екендігі анық. 4- кестедегі мәліметтерден жалпы өзгерістер санының, сульфаттың оң әсерінің ең аз мәні және өзгерістер болмаған жағдайлар санының ең үлкен мәні тәжірибенің «Cd 0,1 мг/кг» сериясына, яғни улы заттың минималды мөлшерін алған серияға сәйкес келетіндігін көреміз. Тәжірибенің «Cd 0,1 мг/кг + заттар қоспасы» сериясында өзгерістер жалпы бақылау санының 45,5%-ы болса, «Cd 0,1 мг/кг» сериясында барлық бақылаудың 25%-да ғана өзгеріс болған. «Cd 0,1 мг/кг + заттар қоспасы» сериясында оң әсерлер жағдайы жалпы бақылау санының 29,5%-ы болса, «Cd 0,1 мг/кг» сериясында тек 15,9% болған.

Тәжірибенің «Cd 0,5 мг/кг» сериясындағы өзгерістер санының «Cd 0,1 мг/кг + заттар қоспасы» сериясындағыдан айырмашылығы аз болған, бірақ оң әсер болған жағдайлар саны өскен. Осы топтардағы өзгерістер болмаған бақылау жағдайларының саны іс жүзінде бірдей болған. Дегенмен осы жерде улану дәрежесінің артқанда сульфаттың оң әсер ету жағдайларының саны да артатындығына көңіл бөлу керек.

Көрсеткіштердің өзгерістері болмаған жағдайлардың саны мен сульфаттың оң әсері болған жағдайлар санына қарағанда, «Cd 0,5 мг/кг + заттар қоспасы» сериясындағы уланудың айқындылығы «Cd 0,5 мг/кг» сериясындағыға қарағанда әлсізірек болған.

5-кестеде жалпы барлық тәжірибедегі алмасудың әрбір түрі бойынша сульфат әсерінің пайызбен алынған сипаттамасы ұсынылған.

5 кесте - Алмасудың түрлері бойынша сульфат әсерінің сандық сипаттамасы (жалпы бақылау санының %-ы түрінде)

5-кесте мәліметтерінен байқайтынымыз: өзгерістердің ең көп саны, сульфат оң әсер көрсеткен жағдайлардың ең көп саны және өзгермеген көрсеткіштердің ең аз саны пурин алмасуының көрсеткіштеріне – қандағы ДНҚ мен РНҚ-ға сәйкес келеді. Дегенмен алмасудың түрлері арасындағы сульфат оң әсер көрсеткен жағдайлар саны айырмашылығының елеулілігі дәлелденбейді. Алайда өзгерістердің жалпы саны ішінде алмасудың келесі түрлері үшін елеулі айырмашылық дәлелденеді: көмірсу алмасуы – пурин алмасуы; ақуыз алмасыуы – пурин алмасуы. Өзгермеген көрсеткіштер саны үшін айырмашылықтың елеулілігі алмасудың келесі түрлері арасында дәлелденеді: көмірсу алмасуы – пурин алмасуы; ақуыз алмасыуы – пурин алмасуы. Сульфаттың оң әсері болмаған өзгерістердің саны бойынша келесі алмасудың көрсеткіштерінің елеулі айырмашылықтары бар: көмірсу алмасуы – липидтер алмасуы; ақуыз алмасуы – липидтер алмасуы; липидтер алмасу – минералдар алмасуы. Яғни, айырмашылық көбінесе, бір жағынан пурин алмасуының көрсеткіштерінде, екінші жағынан көмірсу және ақуыз алмасуының көрсеткіштерінде болады.

Осылайша, уланудың ең әлсіз көріністері 0,1 мг/кг мөлшердегі кадмидің оқшауланған әсері кезінде байқалса (25%), ал ең айқын көріністер кадмидің 0,5 мг/кг мөлшердегі оқшау (47,7%) және 0,1 мг/кг мөлшердегі қоспамен біріккен әсері кезінде байқалды (54,5%). Сондай-ақ, заттар алмасуы көрсеткіштерінің топтары арасында уланудың ең айқын көріністері пурина алмасуы көрсеткіштерінің өзгерістерінде байқалса (56,3%), улы заттардың ақуыз және көмірсу алмасуының көрсеткіштеріне әсері азырақ екендігі анықталды (әрқайсысында 31,3%).

0,1 мг/кг мөлшердегі кадмий заттар қоспасымен бірігіп әсер еткендегі улану көріністері сол мөлшердегі кадмидің оқшау әсерінен болған өзгерістермен салыстырғанда айқынырақ болып шықты (54,5% және 25%). 0,5 мг/кг мөлшерлі серияда, керісінше, оқшау әсер біріккен әсермен салыстырғанда айқынырақ өзгерістерге әкелді (47,7% және 38,6%). Осылайша, заттар қоспасы 0,1 мг/кг мөлшердегі кадмидің әсері кезінде улану белгілерін күшейтіп, ал 0,5 мг/кг мөлшерде, керісінше, төмендетіп отырған.

Кадмидің 0,1 мг/кг және 0,5 мг/кг мөлшерінде оқшау әсері кезінде де (U=2.04; P<0.05 жәнеи=4.28; P<0.001), біріккен әсері кезінде де (U=2.88; P<0.01 және U=3.81; P<0.001) сульфат ион улану белгілерін төмендетіп отырған. Оның бұл қасиеті кадмидің 0,5 мг/кг мөлшерде оқшау әсері кезінде айқынырақ болса (U=4.28; P<0.05), 0,1 мг/кг мөлшерде оқшау әсері кезінде әслізірек болған (U=2.04; P <0.05). Сондай-ақ, бұл қасиет пурин алмасуында айқынырақ болса (U=4.57; P<0.001), май алмасуында әлсізірек көрініс берді (U=2.33; P<0.05) . Қортынды.

Қорыта келе, кадмимен және оның кадмий өндірісіндегі басқа да зиянды затармен біріккен әсерінен уланудың көріністеріне сульфат-ионның әсер ету сипатына жүргізілген талдау төмендегідей тұжырымдар жасауға мүмкіндік береді:

Тәжірибелік жануарлардың қан сарысуында зат алмасу көрсеткіштері деңгейінің ең көп өзгерістері кадмидің 0,1 мг/кг мөлшерде біріккен әсері және 0,5 мг/кг мөлшерде оқшау әсері кезінде болатыны анықталды; алынған мәліметтер тәжірибеде пайдаланылған заттар қоспасының 0,1 мг/кг мөлшердегі кадмидің әсерін күшейтетіндігі, ал 0,5 мг/мөлшерде оны әлсірететіндігі туралы айтуға мүмкіндік береді. Кадми мен оның заттар қоспасымен біріккен әсерінен ақуыз және көмірсу алмасу көрсеткіштері азырақ, ал пурин алмасуы айқынырақ өзгерістерге ұшырайды.

Улы әсерден протектор ретінде сульфат-ионның кадмидің оқшау, сондай-ақ заттар қоспасымен біріккен әсері кезінде туындайтын өзгерістерге сенімді түрде оң әсер көрсеткендігі анықталды; затар алмасуы көрсеткіштерінің өзгерістері қаншалықты айқын болса, сульфат-ионның түзетуші әсері де соншалықты күштірек көрінді; тәжірибеде зерттелген заттар алмасуы көрсеткіштерінің топтары арасында пурин алмасуы кадмидің оқшау және біріккен әсері кезінде де, сульфат әсерінен де көбірек жауап береді.

Әдебиеттер тізімі

1. Дунаев В.Н., Быстрых В.В., Боев В.Н. Вклад физических факторов в комплексную антропогенную нагрузку промышленного города //Гигиена и санитария. - 1998. - №6. - С.58-61.
2. Рощин А.В., Орджоникидзе Э.К. Токсикокинетика металлов и ее значение для профилактики профинтоксикаций //Гигиена труда и проф.заболевания. - 1986. - №3. - С. 1-6.
3. Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов V-VIII групп. Справочник, Под общ.ред Филова
4. А. - Ленинград: 1989. - С. 245-248.
5. H. А. Макаренко, И. С. Козий. Определение кадмия в почвах урбанизированных территории и его влияние на здоровье человека. Вісник КрНУ імені Михайла Остроградського. - №5 (76). - 2012. - С. 123.
6. Егоров Ю.Л., Кириллов В.Ф. Экологическая значимость и гигиеническая регламентация свинца и кадмия в различных средах (обзор литературы) //Медицина труда и промышленная экология. - 1996. - №10. - С. 18-25.
7. Ершова О.В. // Химия в сельском хозяйстве. - 1996. - №3. - С.37-38.
8. Махонько М.Н., Лаврентьев М.В. К вопросу о влияний кадмия на сердечно сосудистую систему в условиях производства. Научный Журнла "Современные наукоемкие технологии". Российская Академия Естествознания. - №5. - 2008.
9. Гигиена труда: учебник / Под ред. Н.Ф. Измерова, В.Ф. Кириллова. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. - 592 с.
10. Рощин А.В. Металлы. Гигиенические аспекты оценки и оздоровления окружающей среды. - М.: 1983. - С. 7-14.
11. А.А. Лукашев и авт.. Биологическая и гигиеническая роль кадмия и мышьяка (экологические аспекты). - Алматы: 2004. -
12. 7.