Пшиченко В. В., Черно В. С., Чеботар Л. Д., Найдіч О. В., Петрова О. І.

ПРООКСИДАНТНИЙ СТАН ТКАНИНИ ЛЕГЕНЬ ЩУРІВ В УМОВАХ ІНТОКСИКАЦІЇ ХЛОРИДОМ КАДМІЮ ТА КОРЕКЦІЇ МЕЛАТОНІНОМ

---

Показати/Завантажити PDF

Про автора:

Пшиченко В. В., Черно В. С., Чеботар Л. Д., Найдіч О. В., Петрова О. І.

Рубрика:

КЛІНІЧНА ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА

Тип статті:

Наукова стаття

Анотація:

Руйнування цивільної, хімічної та енергетичної інфраструктури нашої країни, обумовлені військовими діями, які сьогодні відбуваються на території України, призвели до забруднення навколишнього середовища важкими металами та надходження їх в організм у кількостях, що можуть суттєво перевищувати гранично допустимі норми. В організмі важкі метали мають здатність до біологічної кумуляції та призводять до виникнення метаболічних змін і розвитку окислювального стресу. Особливої уваги заслуговують сполуки кадмію, оскільки саме цей елемент відноситься до першого класу екологічної небезпеки та характеризується тривалим періодом напіврозпаду в організмі. Інгаляційний шлях потрапляння в організм кадмію чинить негативний вплив перш за все на стан органів дихальної системи, та може призводити до набряку і запалення легень, розвитку пневмонії, астми, раку та емфіземи, що в усіх випадках буде супроводжуватися зниженням функції легень та смертю. Для корекції порушень, які виникають внаслідок окислювального стресу використовують препарати з антиоксидантними властивостями. Одним із антиоксидантів, який добре поглинає вільні радикали і володіє широким спектром терапевтичних ефектів є гормон епіфізу – мелатонін. Метою роботи було дослідження особливостей змін функціонального стану прооксидантної системи легень щурів за умов інтоксикації хлоридом кадмію та обґрунтування можливості їхньої корекції мелатоніном. Дослідження проводили на 36 статевозрілих білих самцях щурів лінії Вістар масою 180-220 г., яких розподілили на шість груп – контрольну і п’ять дослідних. Тварин першої (контрольної) групи утримували у стандартних умовах віварію без впливу додаткових факторів. Тваринам другої, третьої, четвертої і п’ятої груп внутрішньоочеревинно вводили 0,029% водний розчин хлориду кадмію з розрахунку 1,2 мг/кг маси тіла тварини, що буде спричиняти пошкодження легень. З метою порівняльного аналізу біохімічних показників, щурів дослідних груп виводили з експерименту у різні терміни дослідження. Метаболічні зміни досліджували на 7-му, 14-ту, 21-у, 28-у добу дослідження. Щурам шостої групи вводили 1,2 мг/кг маси тіла тварини розчин хлориду кадмію протягом 28-ми діб і з метою корекції патологічних змін, спричинених кадмієм внутрішньоочеревинно вводили мелатонін (Віта-Мелатонін ВАТ «Київський вітамінний завод», Україна) у дозі 3,0 мг/кг маси тіла протягом 10 діб (з 19-ої по 28-му добу дослідження). Отримані дані свідчать про те, що введення хлориду кадмію супроводжувалося інтенсифікацією процесів ліпопероксидації, що проявлялося збільшенням вмісту дієнових кон’югатів і малонового діальдегіду у гомогенатах легень на всіх термінах дослідження та вказувало на розвиток окислювального стресу. Перші два тижня дослідження характеризувалися інтенсивним нагромадженням продуктів перекисного окиснення ліпідів, на 21-у добу спостерігалося незначне зниження вмісту дієнових кон’югатів і малонового діальдегіду, а на 28-му добу – відмічалося підвищення рівня продуктів перекисного окиснення ліпідів. Виявлені біохімічні зміни є свідченням прояву адаптаційно- компенсаторних механізмів, спрямованих на підтримання гомеостазу. Введення екзогенного мелатоніну протягом останніх 10-ти діб експерименту сприяло зниженню інтенсивності процесів перекисного окиснення ліпідів, що підтверджувалось зменшенням рівня вмісту дієнових кон’югатів та малонового діальдегіду відносно показників тварин, які перебували без впливу коректора. При цьому відмічалося максимальне наближення значень до показників норми і достовірної різниці між групами порівняння не було виявлено. Таким чином, мелатонін завдяки своїм антиоксидантним ефектам є потенційно корисним засобом для зменшення проявів окислювального стреcу у легенях щурів, спричиненого введенням хлориду кадмію.

Теги:

Список цитованої літератури:

1. Jomova K, Alomar SY, Nepovimova E, Kuca K, Valko M. Heavy metals: toxicity and human health effects. Arch Toxicol. 2025;99(1):153- 209. DOI: 10.1007/s00204-024-03903-2.
2. Koretsʹka YE, Semenova O, Tohachynsʹka O. Toksychnyy vplyv viyny na ekolohiyu Ukrayiny. Processing of the 8th International scientific and practical conference Scientific research in the modern world; 2023 June 1-3; Toronto. Toronto: Perfect Publishing; 2023. s. 214-223. [in Ukrainian].
3. Migni A, Mancuso F, Baroni T, Sante GD, Rende M, Galli F, et al. Melatonin as a Repairing Agent in Cadmium- and Free Fatty Acid-Induced Lipotoxicity. Biomolecules. 2023;13(12):1758. DOI: 10.3390/biom13121758.
4. Ma Y, Su Q, Zhao L, Zhu J, Zhao H, Song R, et al. Melatonin prevents cadmium-induced osteoporosis by affecting the osteoblast and osteoclast differentiation and pyroptosis in duck. Poult Sci. 2024;103(9):103934. DOI: 10.1016/j.psj.2024.103934.
5. Panigrahi AK, Pal PK, Paria DS. Melatonin as an Ameliorative Agent Against Cadmium- and Lead-Induced Toxicity in Fish: an Overview. Appl Biochem Biotechnol. 2024;196(9):5790-5820. DOI: 10.1007/s12010-023-04723-3.
6. Kimura K, Nakano Y, Sugizaki T, Shimoda M, Kobayashi N, Kawahara M, et al. Protective effect of polaprezinc on cadmium-induced injury of lung epithelium. Metallomics. 2019;11(7):1310-1320. DOI: 10.1039/c9mt00060g.
7. Ostrovska SS, Muntian. SO, Komskyi MP, Antonova OV, Gerasimchuk PG, Yevtushenko TV, et al. Application of natural dietary antioxidants of vegetable origin to reduce cadmium intoxication (review of foreign literature). Bulletin of Problems in Biology and Medicine. 2024;4(175):84-91. DOI: 10.29254/2077-4214-2024-4-175-84-91.
8. Shi G, Tai T, Miao Y, Yan L, Han T, Dong H, et al. The antagonism mechanism of astilbin against cadmium-induced injury in chicken lungs via Treg/Th1 balance signaling pathway. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2024;277:116364. DOI: 10.1016/j.ecoenv.2024.116364.
9. Şensoy E. Melatonin prevents histopathologies stem from cadmium chloride in pregnant mice lungs. J Mol Histol. 2024;55(5):955-965. DOI: 10.1007/s10735-024-10243-z.
10. Li Z, Yao YX, Lu X, Peng K, He YZ, Liu ZB, et al. Short-term respiratory cadmium exposure partially activates pulmonary NLRP3 inflammasome by inducing ferroptosis in mice. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2024;285:117106. DOI: 10.1016/j.ecoenv.2024.117106.
11. Shatorna VF, Krasnov OO. The influence of cadmium chloride on the morphogenesis of kidneys of rat embryos in isolated administration and its combined effect with metal succinate. Bulletin of Problems in Biology and Medicine. 2024;4(175):208-217. DOI: 10.29254/2077-4214-2024-4-175-208-217.
12. Datta M, Majumder R, Banerjee A, Bandyopadhyay D, Chattopadhyay A. Melatonin protects against diclofenac induced oxidative stress mediated myocardial toxicity in rats: A mechanistic insight. Food Chem Toxicol. 2024;190:114813. DOI: 10.1016/j.fct.2024.114813.
13. Mahalanobish S, Saha S, Dutta S, Ghosh S, Sil PC. Melatonin counteracts necroptosis and pulmonary edema in cadmium-induced chronic lung injury through the inhibition of angiotensin II. J Biochem Mol Toxicol. 2022;36(10):e23163. DOI: 10.1002/jbt.23163.
14. Ahmad SB, Ali A, Bilal M, Rashid SM, Wani AB, Bhat RR, et al. Melatonin and Health: Insights of Melatonin Action, Biological Functions, and Associated Disorders. Cell Mol Neurobiol. 2023;43(6):2437-2458. DOI: 10.1007/s10571-023-01324-w.
15. Stetsevych M-MO, Malanchuk LM. Otsinka zmih parametriv menstrualnoyi funktsiyi na foni COVID-19 ta vplyvu na reproduktyvnu funktsiyu (ohlyad literatury). Visnyk sotsialnoyi hihiyeny ta orhanizatsiyi okhorony zdorovya Ukrayiny. 2022;4(94):88-94. DOI: 10.11603/1681-2786.2022.4.13339. [in Ukrainian].
16. Alruhaimi RS, Hassanein EHM, Bin-Jumah MN, Mahmoud AM. Cadmium-induced lung injury is associated with oxidative stress, apoptosis, and altered SIRT1 and Nrf2/HO-1 signaling; protective role of the melatonin agonist agomelatine. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 2024;397(4):2335-2345. DOI: 10.1007/s00210-023-02754-5.
17. Kuras LD, Erstenyuk HM. Pokaznyk enerhetychnoho obminu v sertseviy tkanyni eksperymentalnykh tvaryn za umov vplyvu kadmiy khlorydu. Medychna ta klinichna khimiya. 2019;21(1):25-31. DOI: 10.11603/mcch.2410-681X.2019.v0.i1.9900. [in Ukrainian].

Публікація статті:

«Вісник проблем біології і медицини», 2025 Випуск 1, 176, 297-305 сторінки, код УДК 615.099:599.323.452:591.424

DOI:

10.29254/2077-4214-2025-1-176-297-305