Особенности метаболических изменений в печени и почках лабораторных животных при воздействии гидроксида алюминия в подостром эксперименте

С ростом использования широкого спектра металлов в промышленности и быту, проблемы, связанные с загрязнением окружающей среды, приобрели серьезные масштабы. Алюминий (Al) является токсичным металлом для живых систем, так как обладает свойствами ксенобиотика. Накопление алюминия связано с повреждением органов-мишеней, прежде всего печени и почек. Поллютант индуцирует различные биохимические дисфункции в организме, однако настоящий процесс до конца не изучен. Цель исследования - оценка метаболических изменений в печени и почках лабораторных животных после воздействия гидроксида алюминия в условиях подострого эксперимента. На протяжении 2 месяцев, для изучения повреждающего действия металла, крысы трех экспериментальных групп ежедневно перорально получали водный раствор гидроксида алюминия в различных дозах. По окончании эксперимента, для проведения биохимических исследований, использовали сыворотку крови подопытных животных. Определяли активность аспартатаминотрансферазы (АСТ), аланинаминотрансферазы (АЛТ), щелочной фосфатазы (ЩФ); содержание общего белка (ОБ), альбумина; уровень мочевой кислоты (МК), мочевины и креатинина. В результате проведенных биохимических исследований установлено, что подострое воздействие гидроксида алюминия в различных дозах значительно усиливало нарушения в работе печени и почек экспериментальных животных, с сопутствующими изменениями уровня индикаторных ферментов и метаболитов. Предполагается, что токсические эффекты алюминия обусловлены образованием активных форм кислорода (АФК) и генерацией свободных радикалов. Накопление алюминия в печени экспериментальных животных приводит к повреждению гепатоцеллюлярных клеток и желчного протока, ухудшает транспортную функцию органа. Повышенная выработка свободных радикалов, вызванная ксенобиотиком, наряду со сниженной выделительной способностью нефронов, способствует функциональным изменениям в почках.

алюминий, токсичные металлы, метаболические нарушения, печень, почки, экспериментальные животные, биохимические исследования

1. Sadauskiene I., Liekis A., Staneviciene I. et al. Effects of long-term supplementation with aluminum or selenium on the activities of antioxidant enzymes in mouse brain and liver. Catalysts. 2020;10(5): 585. doi: 10.3390/catal10050585.

2. Othman M.S., Fareid M.A., Abdel Hameed R.S., Abdel Moneim A.E. The protective effects of melatonin on aluminum-induced hepatotoxicity and nephrotoxicity in rats. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2020;2020: 1-12. doi: 10.1155/2020/7375136.

3. Krewski D., Yokel R.A., Nieboer E. et al. Human health risk assessment for aluminium, aluminium oxide, and aluminium hydroxide. Journal of Toxicology and Environmental Health. 2007;10(1): 1-269. doi: 10.1080/10937400701597766.

4. Baranets A.A., Prigorelov G.A., Khamrayev Ye.T. Study of aluminum accumulation in the brain of laboratory animals. In: Topical issues of natural sciences. Materials of the IV All-Russian scientific-practical conference with international participation. Ivanovo; 2019: 188-192. (in Russ.)@@ Баранец А.А., Пригорелов Г.А., Хамраев Е.Т. Исследование кумуляции алюминия в головном мозге лабораторных животных. В кн.: Актуальные вопросы естествознания. Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Иваново; 2019: 188-192.

5. Usmanova E.N., Fazlyeva A.S., Daukaev R.A. et al. Assessment of aluminum content in food products sold in the Republic of Bashkortostan. Occupational medicine and human ecology. 2019;4: 68-72. doi: 10.24411/2411-3794-2019-10049.@@ Усманова Э.Н., Фазлыева А.С., Даукаев Р.А. и соавт. Оценка содержания алюминия в реализуемых на территории Республики Башкортостан пищевых продуктах. Медицина труда и экология человека. 2019;4: 68-72. doi: 10.24411/2411-3794-2019-10049.6. Al-Hazmi M.A., Rawi S.M., Hamza R.Z. Biochemical, histological, and neuro-physiological effects of long-term aluminum chloride exposure in rats. Metab Brain Dis. 2021;36(3): 429-436. doi: 10.1007/s11011-020-00664-6

6. Hosseini S.M., Hejazian L.B., Amani R., Badeli N.S. Geraniol attenuates oxidative stress, bioaccumulation, serological and histopathological changes during aluminum chloride-hepatopancreatic toxicity in male Wistar rats. Environ Sci Pollut Res. 2020;27(16): 20076-20089. doi: 10.1007/s11356-020-08128-1.

7. Hosseini S.M., Moshrefi A.H., Amani R. et al. Subchronic effects of different doses of zinc oxide nanoparticle on reproductive organs of female rats: an experimental study.Int J Reprod BioMed. 2019;17(2): 107-118. doi: 10.18502/ijrm.v17i2.3988.

8. Al-Hazmi M.A., Rawi S.M., Hamza R.Z. Biochemical, histological, and neuro-physiological effects of long-term aluminum chloride exposure in rats. Metab Brain Dis. 2021;36(3): 429-436. doi: 10.1007/s11011-020-00664-6.

9. Balgoon M.J. Assessment of the protective effect of Lepidium sativum against aluminum-induced liver and kidney effects in albino rat. BioMed Research International. 2019;2019: 1-9. doi: 10.1155/2019/4516730.

10. Salem F.E.H. Syzygium cumini (L) Extract ameliorates aluminium chloride-induced acute hepatic and renal toxicity in rats. Egyptian Academic Journal of Biological Sciences. 2021;13(2): 73-87. doi: 10.21608/eajbsc.2021.196250.

11. El-Demerdash F.M., Baghdadi H.H., Ghanem N.F., Al Mhanna A.B. Nephroprotective role of bromelain against oxidative injury induced by aluminium in rats. Environmental Toxicology and Pharmacology. 2020;80: 103509. doi: 10.1016/j.etap.2020.103509.

12. Belaïd-Nouira Y., Bakhta H., Haouas Z. et al. Fenugreek seeds reduce aluminum toxicity associated with renal failure in rats. Nutr Res Pract. 2013;7(6): 466-474. doi: 10.4162/nrp.2013.7.6.466.

13. Park S.H., Lim J.O., Kim W.I. et al. Subchronic toxicity evaluation of aluminum oxide nanoparticles in rats following 28-day repeated oral administration. Biological Trace Element Research. 2021;1: 1-12. doi: 10.1007/s12011-021-02926-5.

14. Marza Hamza N., Malik Yasir S., Hussain A.M. Biological effects of aqueous extract of Laurus noboilis L. Leaves on some histological and immunological parameters in male rat liver affected by aluminum chloride. Arch Razi Inst. 2021;76(6): 1745-1753. doi: 10.22092/ari.2021.356361.1827.

15. Cheraghi E., Roshanaei K. The protective effect of curcumin against aluminum chloride-induced oxidative stress and hepatotoxicity in rats. Pharm Biomed Res. 2019;5(1): 11-18. doi: 10.18502/pbr.v5i1.761.

16. El-Demerdash F.M. Antioxidant effect of vitamin E and selenium on lipid peroxidation, enzyme activities and biochemical parameters in rats exposed to aluminium. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology. 2004;18(1): 113-121. doi: 10.1016/j.jtemb.2004.04.001.

17. Mokrane N., Kharoubi O., Tahari F.Z. et al. The effect of Thymus vulgaris L. on renal and liver toxicity in wistar rats exposed to aluminum. Journal of Medicinal Plants Research. 2020;14(1): 13-23. doi: 10.5897/jmpr2019.6819.

18. Yousef M.I. Aluminium-induced changes in hemato-biochemical parameters, lipid peroxidation and enzyme activities of male rabbits: protective role of ascorbic acid. Toxicology. 2004;199(1): 47-57. doi: 10.1016/j.tox.2004.02.014.

19. Benzaid C., Tichati L., Trea F. et al. Rhamnus alaternus aqueous extract enhances the capacity of system redox defence and protects hepatocytes against aluminum chloride toxicity in rats. Clin Phytoscience. 2021;7(1): 1-9. doi: 10.1186/s40816-021-00302-3.

20. Al-Kahtani M., Abdel-Daim M.M., Sayed A.A. et al. Curcumin phytosome modulates aluminum-induced hepatotoxicity via regulation of antioxidant, Bcl-2, and caspase-3 in rats. Environmental Science and Pollution Research. 2020;27(17): 21977-21985. doi: 10.1007/s11356-020-08636-0.

21. Kinawy A.A. Potential toxicity of aluminum and fluoride on some biochemical aspects of male rat’s offspring. The Journal of Basic and Applied Zoology. 2019;80(1): 1-7. doi: 10.1186/s41936-019-0087-1.