Кущ О. Г., Земляний О. А., Стрижак О. В.

СУЧАСНИЙ ПОГЛЯД НА МЕХАНІЗМИ ВПЛИВУ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ НА МОРФО-ФУНКЦІОНАЛЬНИЙ СТАН ТРАВНОЇ СИСТЕМИ

---

Показати/Завантажити PDF

Про автора:

Кущ О. Г., Земляний О. А., Стрижак О. В.

Рубрика:

ОГЛЯДИ ЛІТЕРАТУРИ

Тип статті:

Наукова стаття

Анотація:

Доведено дослідженнями, що важкі метали здатні накопичуватися на всіх рівнях екологічної піраміди, що значно ускладнює проблему боротьби з ними. Тому вплив сполук важких металів може призвести до відтермінованих негативних ефектів на живі організми, наприклад, канцерогенний і мутагенний ефекти, а також тривалий токсичний вплив на шлунково-кишкову, нервову, серцево-судинну, ендокринну та репродуктивну системи. Метою роботи був аналіз наукових даних щодо впливу сполук важких металів на розвиток та морфофункціональний стан травної системи. Рядом наукових досліджень українських та іноземних вчених доведена надзвичайно важлива роль важких металів у детермінації багатьох захворювань людини – онкологічних, ендокринних, серцево-судинних, хвороби травної системи, порушення ходу ембріогенезу і формування вроджених вад розвитку та ін. Дослідники виділяють три базових механізми токсичної дії важких металів на біологічні системи і біологічні об’єкти. Перший механізм – блокування різних функціональних груп макромолекул, таких як ферменти і транспортні системи. Другий – витіснення або заміщення необхідних іонів (наприклад, у металоферментах), та третій – модифікація активної конформації біомолекул. Іони свинцю, кобальта, ртуті, кадмію в біосередовищах утворюють найбільш міцні зв’язки з білками, пептидами та амінокислотами, проте ці метали можуть приєднуватися, хоча і не так міцно, до інших угрупувань білків, утворюючи хелати (наприклад, з SН-групами білків і пептидів). При цьому характер впливу токсиканту визначається не лише його хімічними властивостями і дозою в початковому стані, але і його проміжними і кінцевими метаболічними формами. Метали та їх сполуки, на відміну від багатьох органічних сполук, потрапляючи в організм, багаторазово можуть змінювати свою форму. Висновки. Експериментальні дослідження впливу важких металів на морфологію та фізіологічний стан травної системи з визначенням можливих механізмів інтоксикації є актуальною проблемою для морфологічних досліджень.

Теги:

Список цитованої літератури:

1. Romanyuk AM, Sikora VV, Lyndina YUM, Lyndin MS. Poshyrenistʹ vazhkykh metaliv u navkolyshnʹomu seredovyshchi ta yikh rolʹ u zhyttyediyalʹnosti orhanizmu (ohlyad literatury). Bukovynsʹkyy medychnyy visnyk. 2017;21.2(82):163-168. [in Ukrainian].
2. Zhang Q, Hou Q, Huang G, Fan Q. Removal of heavy metals in aquatic environment by graphene oxide composites: a review. Environ Sci Pollut Res Int. 2020;27(1):190-209. DOI: 10.1007/s11356-019-06683-w.
3. Kaninga BK, Chishala BH, Maseka KK, Sakala GM, Lark MR, Tye A, et al. Review: mine tailings in an African tropical environmentmechanisms for the bioavailability of heavy metals in soils. Environ Geochem Health. 2020;42(4):1069-1094. DOI: 10.1007/s10653-019-00326-2.
4. Lee WK, Thévenod F. Cell organelles as targets of mammalian cadmium toxicity. Arch Toxicol. 2020;94(4):1017-1049. DOI: 10.1007/s00204-020-02692-8.
5. Arustamyan OM, Tkachyshyn VS, Alekseychuk AYU. Vlyyanye soedynenyy kadmyya na orhanyzm cheloveka. Medytsyna nevidkladnykh staniv. 2016;7(78):109-114. [in Ukrainian].
6. Dai W, Chen H, Yu R, He L, Chen B, Chen X. Effects of cadmium on telomerase activity, expressions of TERT, cmyc and P53, and apoptosis of rat hepatocytes. J of Huazhong University of Science and Technology. 2010;30(6):709-13.
7. Friberg L, Elinder CG, Kjelstrom T, Norberg GF, editors. Cadmium and Health. A Toxicological and Epidemiological Appraisal. Boca Raton: CRC Press; 1986. Chapter, Exposure, Dose, and Metabolism; p. 103-178.
8. Nefʹodova OO, Halʹperin OI, Shatorna VF. Vplyv tsytrativ tseriyu ta hermaniyu na khid embriohenezu shchuriv na tli kadmiyevoyi intoksykatsiyi. Visn. probl. biolohiyi i medytsyny. 2019;1(148):273-8. [in Ukrainian].
9. Onul NM. Vmist mikroelementiv v orhanizmi samky i plodu pry fiziolohichniy vahitnosti ta vplyvi vazhkykh metaliv. Akt. probl. such. medytsyny: Visn. Ukr. med. stomatol. akademiyi. 2014;14(3):235-8. [in Ukrainian].
10. Belʹsʹka YUO. Osoblyvosti morfolohiyi fetalʹnoyi pechinky pid vplyvom atsetatu svyntsyu ta za umov korektsiyi mikroelementamy. Visn. probl. biolohiyi i medytsyny. 2016;2.1(128):327-30. [in Ukrainian].
11. Shatorna VF. Vplyv nyzʹkykh doz atsetatu svyntsyu na kardiohenez shchura v eksperymenti. Visnyk problem biolohiyi i medytsyny. 2016;2(2):375-379. [in Ukrainian].
12. Ostrovskaya SS, Shatornaya VF, Kolosova II. Sochetannoye vozdeystviye svintsa i kadmiya na organizm (obzor inostrannoy literatury). Vísnik problem bíologíí̈ í meditsini. 2014;3(4):25-30. [in Ukrainian].
13. Nefʹodov OO, Bilyshko DV, Kushnarʹova KA, Shevchenko OS, Shatorna VF, Kefeli-Yanovsʹka OI, et al. Vyznachennya vplyvu kadmiyu na pokaznyky embriohenezu pry izolʹovanomu vvedenni ta v kombinatsiyi z tsytratamy selenu ta hermaniyu. Medychni perspektyvy. 2020;25(1):24-31. [in Ukrainian].
14. Melʹnychuk DO, Melʹnykova NM, Derkach YEA. Vikovi osoblyvosti kumulyatsiyi kadmiyu v orhanakh otruyenykh shchuriv i zminy pokaznykiv kyslotno-luzhnoho stanu krovi za riznykh umov antyoksydantnoho zakhystu orhanizmu. Ukrayinsʹkyy biokhimichnyy zhurnal. 2004;6(76):95-99. [in Ukrainian].
15. Magos L. Lead poisoning from retained lead projectiles. A critical rewired of case reports. Hum. Exp. Toxical. 1994;13(11):735-742.
16. Trakhtenberh IM, Chekman IS, Lynnyk VO, Kaplunenko VH, Hulich MP, Biletsʹka EM, et al. Vzayemodiya mikroelementiv: biolohichnyy, medychnyy i sotsialʹnyy aspekty. Visnyk NAN Ukrayiny. 2013;6:11-20. [in Ukrainian].
17. Zerbino DD, Pospishil’ YUA. Novyye dannyye o roli svintsa v geneze sosudistoy patologii. Sb. nauchn. trudov Akt. vopr. pat. Anatomii; 1990; Khar’kov; 1990. s. 108-110.
18. Trakhtenberg IM. Prioritetnyye aspekty fundamental’nykh issledovaniy v toksikologii. Tez. dokl. I s”yezda Toksikologov Ukrainy; 2001; Kiyev; 2001. s. 231.
19. Trakhtenberg IM, Tychinin VA, Talakin YUN. K probleme nositel’stva tyazhelykh metallov. Zhurnal AMN Ukraí̈ni. 1999;5(1):87-95.
20. Nefʹodova OO, Yanushkevych KS, Kushnarʹova OV, Kolosova II, Velykodna-Tanasiychuk OV, Adehova LYA. Patofiziolohichni, histolohichni, histokhimichni ta klinichni aspekty, sprychynenoyi intoksykatsiyeyu spolukamy svyntsi i kadmiyu (ohlyad literatury). Visnyk problem biolohiyi i medytsyny. 2021;2(160):39-44. [in Ukrainian].
21. Nefʹodova OO, Yanushkevych KS. Vyvchennya izolʹovanoho vplyvu soley kadmiyu na morfolohiyu ta biokhimiyu pechinky shchuriv v eksperymenti. Visnyk problem biolohiyi i medytsyny. 2023;4(171):351-360. DOI: 10.29254/2077-4214-2023-4-171-351-360. [in Ukrainian].
22. Lugovskoy SP, Legkostup LA. Mekhanizmy biologicheskogo deystviya svintsa na pishchevaritel’nuyu sistemu. Sovr. probl. Toksikol. 2002;2:45-50.
23. Rogan WJ, Dietrich KN, Ware JH, Dockery DW, Salganik M, Radcliffe J, et al. The effect of chelation therapy with succimer on neuropsychological development in children exposed to lead. N Engl J Med. 2001;344(19):1421-6. DOI: 10.1056/NEJM200105103441902.
24. Henretig F. Lead poisoning prevention, not chelation (commentary). Toxicol Clin Toxicol. 2001;39(7):659-60.
25. Sharma S, Raghuvanshi BP, Shukla S. Toxic effects of lead exposure in rats: involvement of oxidative stress, genotoxic effect, and the beneficial role of N-acetylcysteine supplemented with selenium. J Environ Pathol Toxicol Oncol. 2014;33(1):19-32. DOI: 10.1615/jenvironpatholtoxicoloncol.2014009712.
26. Yazihan N, Kocak MK, Akcil E, Erdem O, Sayal A. Role of midkine in cadmium-induced liver, heart and kidney damage. Hum Exp Toxicol. 2011;30(5):391-7. DOI: 10.1177/0960327110372402.
27. Pham TN, Marion M, Denizeau F, Jumarie C. Cadmium-induced apoptosis in rat hepatocytes does not necessarily involve caspasedependent pathways. Toxicol In Vitro. 2006;20(8):1331-42. DOI: 10.1016/j.tiv.2006.05.005.
28. Cupertino MC, Costa KL, Santos DC, Novaes RD, Condessa SS, Neves AC, et al. Long-lasting morphofunctional remodelling of liver parenchyma and stroma after a single exposure to low and moderate doses of cadmium in rats. Int J Exp Pathol. 2013;94(5):343-51. DOI: 10.1111/iep.12046.
29. Mazzei V, Longo G, Brundo MV, Sinatra F, Copat C, Oliveri Conti G, et al. Bioaccumulation of cadmium and lead and its effects on hepatopancreas morphology in three terrestrial isopod crustacean species. Ecotoxicol Environ Saf. 2014;110:269-79. DOI: 10.1016/j.ecoenv.2014.09.015.
30. Ostapyuk AY, Hutyy BV. Vplyv sulʹfatu kadmiyu v riznykh dozakh na funktsionalʹnyy stan pechinky kurey-nesuchok. Naukovyy visnyk LNUVMB imeni S.Z. Gzhytsʹkoho. 2019;21(96):141-146. [in Ukrainian].
31. Kholodkova OL, Horchah DM, Perepelyuk MM, Toporova OK, Tiron OI. Eksperymentalʹne doslidzhennya efektyvnosti terapiyi toksychnoho hepatytu zbahachenoyu trombotsytamy plazmoyu. Svit medytsyny ta biolohiyi. 2014;4(46):158-162. [in Ukrainian].
32. Matyushkina MV, Shemonayeva KF, Seyfullina IY, Martsynko OE, Oliynyk NM, Berbek VL. Vyvchennya vplyvu (mg, co) bis (tsytrato) hermanativ na morfolohichni zminy pechinky. Odesʹkyy medychnyy zhurnal. 2022;1(179-180):10-14. [in Ukrainian].
33. Salama SA, Arab HH, Hassan MH, Al Robaian MM, Maghrabi IA. Cadmium-induced hepatocellular injury: Modulatory effects of γ-glutamyl cysteine on the biomarkers of inflammation, DNA damage, and apoptotic cell death. J Trace Elem Med Biol. 2019;52:74-82. DOI: 10.1016/j.jtemb.2018.12.003.
34. Levkovych SR. Vplyv ioniv kadmiyu ta svyntsyu na aktyvnistʹ fermentiv antyoksydantnoyi systemy v erytrotsytakh biloho tovstoloba (Hypophthalmichthys molitrix). Naukovyy visnyk Lʹvivsʹkoho natsionalʹnoho universytetu veterynarnoyi medytsyny ta biotekhnolohiy imeni S.Z. Gzhytsʹkoho. 2012;14(52):89-92. [in Ukrainian].
35. Nefʹodova OO, Bilyshko DV. Eksperymentalʹne vyznachennya khronichnoho vplyvu soley kadmiyu na hepatohenez shchuriv. Visnyk problem biolohiyi i medytsyny. 2021;1(159):230-235. [in Ukrainian].
36. Nefʹodova OO, Yanushkevych KS. Vplyv izolʹovanoho vvedennya soley svyntsya na morfolohichni struktury pechinky shchuriv ta yiyi biokhimichnyy stan. Perspektyvy ta innovatsiyi nauky. 2023;15(33):1219-1231. DOI: 10.52058/2786-4952-2023-15(33)-1219-1231. [in Ukrainian].
37. Kuznetsova TE, Kabak SL. Vliyaniye atsetata svintsa na razvitiye b-kletok podzheludochnoy zhelezy u krysy. Institut fiziologii NAN Belarusi. Meditsinskiy zhurnal. 2010;4:45-49.
38. Kuznetsova TE, Maneyeva OA, Ryzhkovskaya YEL. Morfofunktsional’nyye izmeneniya v nekotorykh endokrinnykh organakh krysyat pri deystvii atsetata svintsa. Zdorov’ye i okruzhayushchaya sreda: Sbornik nauchnykh trudov. 2006;8:590-595.
39. Erstenyuk HM, Dyelʹtsova OI. Morfolohiya pechinky pry kadmiyeviy intoksykatsiyi ta korektsiyi unitiolom. Visn. morfolohiyi. 2004;1:74-6. [in Ukrainian].
40. Horiguchi H, Harada A, Oguma E, Sato M, Homma Y, Kayama F, et al. Cadmium-induced acute hepatic injury is exacerbated in human interleukin-8 transgenic mice. Toxicol Appl Pharmacol. 2000;163(3):231-9. DOI: 10.1006/taap.1999.8877.
41. Yamano T, DeCicco LA, Rikans LE. Attenuation of cadmium-induced liver injury in senescent male fischer 344 rats: role of Kupffer cells and inflammatory cytokines. Toxicol Appl Pharmacol. 2000;162(1):68-75. DOI: 10.1006/taap.1999.8833.
42. Stohs SJ, Bagchi D. Oxidative mechanisms in the toxity of metal ions. Free.Radic.Biol.Med. 1995;18(2): 321-336.
43. Shatorna VF. Modyfikuyucha diya deyakykh mikroelementiv na toksychnistʹ atsetatu svyntsyu. Visnyk problem biolohiyi i medytsyny. 2013;3(2):310-315. [in Ukrainian].
44. Nefʹodova OO, Yanushkevych KS. Vyznachennya osoblyvostey nakopychennya kadmiyu, svyntsyu v pechintsi shchuriv pry izolʹovanomu vvedenni ta za umov korektsiyi suktsynatamy tsynku ta zaliza. Perspektyvy ta innovatsiyi nauky. 2023;14(32):1016-1030. DOI: 10.52058/2786-4952-2023-14(32)-1016-1029. [in Ukrainian].
45. Haretsʹ VI, Belʹsʹka YUO, Shatorna VF. Morfolohichnyy stan fetalʹnoyi pechinky pid vplyvom tsytrativ sribla ta zolota na tli svyntsevoyi intoksykatsiyi. Med. perspektyvy. 2016;21(2):9-13. [in Ukrainian].

Публікація статті:

«Вісник проблем біології і медицини», 2024 Випуск 1, 172, 55-61 сторінки, код УДК 611.12-034:591.33-092.9

DOI:

10.29254/2077-4214-2024-1-172-55-61