ВЛИЯНИЕ НИТРАТОВ НА БЕРЕМЕННЫХ ЖИВОТНЫХ И НА РАЗВИТИЕ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ПОТОМСТВА
К. В. ПЛЕМЯШОВ, Л. А. КУДЕСОВ, С. В. СТАРЧЕНКОВ, Н.М. ТИМОФЕЕВА
Санкт-Петербургская ГАВМ
В настоящее время существуют многочисленные данные о том, что нитраты оказывают неблагоприятное воздействие на различные органы и системы организма. Всевозрастающий интерес вызывают эндогенное образова-ние нитратов и нитритов в организме человека и животных, а также факторы, влияющие на его интенсивность (S. R. Tannenbaum., 1980; D. J. Stuehr, M. A. Marietta, 1987; А. П. Ильницкий, 1989).
Особый интерес представляет реакция на нитратные соединения пищеварительной системы, которая одной из первых вступает с ними в контакт, так как широкое применение нитратов в сельском хозяйстве способствует их попаданию в организм человека и животных с продуктами питания и питьевой водой в значительных количествах (Р. И. Барткявичюте, Э. С. Чапкявичене, 1991; Г. А. Таланов, 1992; С. Z. Walters, 1985; В. С Radcliffeet al., 1989).
В настоящей работе предпринята попытка исследовать роль токсического действия нитрата натрия на организм матери в качестве фактора, способного влиять на формирование спектра пищеварительных ферментов у потомства в постнатальном онтогенезе. Для выясне-ния механизма их действия использовали специальный методический прием. Известно, что введение гидрокортизона 10-дневным крысятам приводит к преждевременной индукции сахаразной активности в тонкой кишке (В. В. Егорова и соавт, 1992; R. G. Doel, N. Kretchmer, 1964; S. J. Henning, 1987).
Мы обнаружили такую реакцию также в ряде непищеварительных органов. Ранее было показано, что пренатальный стресс (иммобилизация матери) не влияет на активность пищеварительных ферментов в ранний пост-натальный период, однако резко снижает уровень индукции сахаразы в тонкой кишке после введения гидрокортизона, то есть дает анти-стрессорный эффект. В связи с этим у крысят, рожденных интактными крысами и крысами с нитратной интоксикацией, определялась активность пищеварительных ферментов в тонкой кишке, печени и почках в период от рождения до 21 -дневного возраста как в отсут-ствие, так и на фоне действия гидрокортизона, введенного 10-дневным крысятам. Иными словами, мы исследовали влияние интоксикации организма матери нитратом натрия на активность пищеварительных ферментов и уровень их ответа на воздействие гидрокортизона у потомства.
Опыты проводили на крысятах, рожденных крысами линии Вистар двух групп, содержавшихся в одинаковых условиях на обычном пищевом рационе, одна из которых имела свободный доступ к воде (контрольная группа), а другая в течение 12 сут перед родами получала раствор нитрата натрия (2 мг/мл, опытная группа). Объем потребления воды и нитрата ежесуточно учитывали, причем потребление последнего составляло в среднем 80 мг/кг массы тела. На 10-й день после рождения крысят обеих групп разделили на две подгруппы, одной из которых внутрибрюшинно вводили гидрокортизон в дозе 25 мг/кг массы тела. Таким образом, после 10-го дня из крысят создали 4 экспериментальные группы: контрольная (первая), опытная (вторая), контрольная + гидрокортизон (третья), опытная + гидрокортизон (четвертая).
Активность мембранных ферментов - лакта-зы, сахаразы и аланинаминопептидазы, а также локализованной преимущественно внутрикле-точно глицил-Ь-лейциндипептидазы - опреде-ляли в гомогенатах ткани печени, почек и тонкой кишки у крысят в 5, 10, 13, 17, 21 и 25-дневном возрасте по методам, описанным ранее (Мембранный гидролиз и транспорт. Новые данные и гипотезы - Л., 1986. - 240 с), и выражали в мкмолях продуктов гидролиза, образованных за 1 мин, в расчете на 1 г ткани. Данные обработали статистически с использованием критерия Стьюдента. В опытах на крысятах 5-, 10- и 13-дневного возраста усреднялся материал от нес-кольких животных. В ряде случаев приведены средние данные двух опытов.
Ниже представлены результаты исследования влияния интоксикации матери нитратом натрия на ферментативную активность тонкой кишки, печени и почек у крысят как в присутствии экзогенного гидрокортизона, так и без него.
ТОНКАЯ КИШКА
Сахараза. Этот фермент в тонкой кишке крысят отсутствует в первые недели жизни и появляется при переходе от молочного питания к дефинитивному, достигая уровня, характерного для взрослых животных в течение 4-й недели постнатального развития (S. J. Henning, 1987).
Введение крысятам гидрокортизона на 8 -10-й дни жизни приводит к преждевременному появлению в кишечных клетках сахаразной активности, которая затем снижается и вновь возрастает в обычные сроки. Так, если у контрольных животных сахаразная активность в тонкой кишке увеличилась на 17-й и особенно на 21-й день постнатального развития, то у крысят третьей группы после введения гидрокортизона на 10-й день жизни она резко возрастала уже на 13-й день, сохранялась на высоком уровне на 17-й и не отличалась от контроля в последующие дни. У крысят второй группы, матери которых подверглись интоксикации нитратом натрия, но которым не вводили гидрокортизон в возрасте 10 дней, активность этого фермента, как и у контрольных животных, отсутствовала до 17-дневного возраста и была снижена на 21-й день. В то же время у таких крысят значительно увеличивался индуцирующий эффект гидрокортизона на саха-разную активность в 13-дневном возрасте, но снижался на 17-й день (по сравнению с третьей группой). На 21-й день такой эффект был незначительным.
Лактаза. В противоположность сахаразе уровень лактазы в тонкой кишке максимален у новорожденных крысят и снижается в те же сроки, когда возрастает активность сахаразы, то есть при переходе к дефинитивному питанию (А. М. Ugolev et al., 1979; S. J. Henning, 1987). Мы наблюдали 15-кратное снижение лактазной активности в тонкой кишке у 25-дневных контрольных животных. Уровень активности этого фермента у крысят с прена-тальной интоксикацией нитратом натрия был практически такой же, как и у контрольных в возрасте от 1 до 21 дня, но у них замедлялась репрессия лактазы. Активность лактазы в тонкой кишке 25-дневных животных этой группы была значительно выше, чем у контрольных. Гидрокортизон не оказывал эффекта на активность кишечной лактазы 13-дневных крысят, но у 17-дневных животных этой группы наблюдалось ее снижение по сравнению с контролем на 36 %. На фоне интоксикации нитратом натрия эффект гидрокортизона не изменялся.
Аланинаминопептидаза. Высокая актив-ность различных пептидаз в тонкой кишке обнаружена у крысят всех возрастов, причем максимальную у ряда из них наблюдали сразу после рождения, а затем она снижалась. Такая закономерность отмечалась для животных разных видов, в том числе крыс. Активность аминопеп-тидазы была примерно одинаковой у 5 - 21-дневных контрольных животных. Интоксикация нитратом натрия матери и экзогенное введение гидрокортизона не приводили к изменению активности этого фермента у крысят всех возрастов. В то же время на фоне нитратной интоксикации гидрокортизон увеличивал активность аминопептидазы в тонкой кишке у 13- и 21 -дневных крысят, но снижал ее у 17-дневных.
Глицил-1-лейциндипептидаза. Наибольшая активность этого фермента у крысят контрольной группы была в 5-дневном возрасте, затем она снижалась, достигая минимальных значений у 17-дневных животных. Интоксикация матери нитратом натрия практически не влияла на активность фермента. Экзогенный гидрокортизон приводил к стимуляции активности фермента у 13-дневных крысят и торможению - у 21-дневных. Более четко эффект прослеживался у животных, матери которых подвергались интоксикации нитратом натрия.
ПЕЧЕНЬ
Сахараза. Активность сахаразы обнаружена уже у 5- и 10-дневных крысят. В дальнейшем она увеличивалась и к 21-му дню достигала уровня активности фермента в тонкой кишке у крысят такого же возраста, что составляет примерно 30 - 50 % от сахаразной активности тонкой кишки взрослых крыс. Реакция сахаразы печени на интоксикацию нитратом натрия была неоднозначной у крысят в разные возрастные периоды постнатальной жизни. У 10- и 17-дневных животных сахаразная активность увеличивалась по сравнению с таковой контрольной группы, а у 13-дневных - уменьшалась. У 5- и 21-дневных крысят не обнаружили изменений активности сахаразы печени.
Введение гидрокортизона сопровождалось индукцией сахаразы у крысят 13-дневного возраста. Этот эффект сохранялся у 17-дневных и исчезал у 21-дневных животных. В четвертой группе была аналогичная ситуация, но в даль-нейшем у 17- и 21-дневных крысят активность этого фермента была значительно ниже, чем у животных всех других групп.
Лактаза. Уровень лактазной активности в печени у крысят всех возрастных групп значительно (в 10-20 раз) ниже, чем в тонкой кишке. Изменения активности под действием нитратной интоксикации не обнаружено. Гидрокортизон также не оказывал влияния на лактазную активность контрольных и подопытных крысят.
Аланинаминопептидаза. Уровень активности этого фермента в печени крысят всех исследованных возрастных групп был в 2 - 4 раза ниже, чем в тонкой кишке. Ферментативная активность несколько снижалась после 5-го дня постнатального развития. Существенных изменений в активности этого фермента у всех животных после интоксикации нитратом натрия и введения гидрокортизона не обнаружено.
Глицил-1-лейциндипептидаза. В тонкой кишке и печени крысят наблюдали постепенное снижение активности фермента к 21-му дню постнатального развития. Ее уровень в этом органе значительно ниже, чем в тонкой кишке.
Нитрат натрия не оказывал существенного влияния на ферментативную активность печени 5, 10 и 21-дневных животных, а у 13- и 17-дневных значительно увеличивал ее по сравнению с контрольной группой. После введения гидрокортизона дипептидазная активность возросла у крысят 13, 17 и 21-дневного возраста, особенно у 17-дневных животных. Уровень активности фермента печени у крысят с интоксикацией нитратом натрия был примерно таким же после введения гормона, как и у 17-дневных, однако значительно ниже, чем у 13-дневных животных второй группы. По-видимому, в этом случае интоксикация нитратом натрия и гормональное воздействие потенцииро-вали действие друг друга.
ПОЧКА
Сахараза, лактаза. Для этого органа характерен очень низкий уровень дисахаридазной активности у крысят всех исследованных возрастных групп. Активность ферментов этой группы на фоне нитратной интоксикации и при введении гидрокортизона не возрастала.
Аланинаминопептидаза. В почке крысят разного возраста выявлен примерно такой же уровень ферментативной активности, как и в тонкой кишке животных такого же возраста. Гидрокортизон не оказывал действия на активность фермента контрольных и подопытных крысят.
Глицил-1.-лейциндипептидаза. Уровень дипептидазной активности почки сравним с ее уровнем в тонкой кишке крысят тех же возрастных групп. Нитратная интоксикация приводила к увеличению активности фермента у 13, 17 и 21-дневных животных. Гидрокортизон оказывал индуцирующий эффект на активность фер-мента почек у 13- и 17-дневных крысят.
На фоне нитратной интоксикации гидро-кортизон вызывал аналогичный индуцирую-щий эффект у 13- и 17-дневных животных, а у 21-дневных крысят наблюдалось снижение активности фермента. В этом случае интоксикация нитратом натрия и гидрокортизоном по отдельности увеличивала ферментативную активность, а их совместное действие приводило к ее снижению.
Анализ полученных данных показал существенное влияние нитратной интоксикации матери на развивающийся организм, что проявляется в неоднозначной реакции разных ферментных систем тонкой кишки, печени и почек в раннем онтогенезе крысят и в изменении уровня индукции ферментативной активности под дей-ствием экзогенного гидрокортизона.
На примере сахаразы тонкой кишки можно видеть, что интоксикацию матери нитратом натрия рассматривать в качестве экстремального фактора, по-видимому, не следует. Она оказывает не индуцирующее, а репрессирующее влияние на сахаразную активность. У крысят с пренатальной нитратной интоксикацией уровень индукции сахаразной активности тонкой кишки под действием экзогенного гидро-кортизона, напротив, повышался.
Это позволило предполагать, что нитраты и образующиеся из них нитриты и нитрозосоеди-нения под действием гидрокортизона включаются на каком-то этапе в регуляцию матурации кишечных ферментов, в частности сахаразы.
Лактазная активность тонкой кишки, печени и почек крысят всех возрастных групп мало меняется как после интоксикации нитратами, так и после введения гидрокортизона.
Наши данные позволяют предполагать, что под влиянием нитратного и нитритного анионов или образующихся из них нитрозосоеди-нений в органах и тканях развивающегося организма существенно нарушаются соотношения процессов синтеза и деградации ферментов, причем реакция одних и тех же ферментов в разные возрастные периоды в различных органах (тонкой кишке, печени, почке) неодинакова (например, сахараза). Также неоднозначна реакция на интоксикацию нитратами пептидгидролаз, участвующих в переваривании, катаболизме и интермедиарном обмене белков. Аланинаминопептидаза сохраняет стабильность при воздействии нитратов в процессе онтогенеза крысят. Этот фермент практически не подвергается влиянию гидрокортизона (в наших экспериментальных условиях). Исключением были 21-дневные крысята, у которых значительно увеличивалась ферментативная активность в тонкой кишке под влиянием одновременно воздействия нитратов и введения гидрокортизона.
Наиболее выраженная реакция со стороны глициллейциндипептидазной активности была у 13-дневных крысят с интоксикацией нитратом натрия и после введения гидрокортизона. При этом в тонкой кишке, печени и почке активность повышалась в несколько раз, что дает возможность предполагать высокие ско-рости синтеза этого преимущественно внутриклеточного фермента на фоне низких скоростей деградации или отсутствия их изменений.
Таким образом, нитратно-нитритная интоксикация матери сопровождается значительными нарушениями матурации и гормональной регуляции ферментов, реализующих переваривание основных групп нутриентов в тонкой кишке в период раннего онтогенетического развития организма. Кроме того, при этом возникают существенные сдвиги в деятельности ферментных систем других органов (печень, почка), выполняющих барьерные и защитные функции. Выяснение механизмов действия нитратов-нитритов на функциональные характеристики пищеварительного аппарата важно для разработки рационального питания новорожденных, а также для понимания развития адаптационно-компенсаторных процессов в ряде органов, в том числе непищеварительных.
№ кошелька: 410011987169836