Дмитруха Н.М., Лагутіна О.С.
ДУ "Інститут медицини праці НАМН України", м. Київ, Україна
Важкі метали відносяться до групи хімічних речовин, яким притаманна висока токсичність, здатність до біокумуляції, що зумовлює їх небезпечність для здоров'я людини. Однією з особливостей важких металів є їх взаємодія з реактивними групами білків та ферментів (СООН-, NH-, SH-), що призводить до порушення структури та функціональної активності останніх. Важкі метали, зокрема, ртуть, свинець, кадмій, віднесені до групи тіолових отрут, які активно блокують реактивні SH-групи протеїнів. З урахуванням зазначенного, на сьогодні розглядається можливість використання білків плазми крові, які мість SH-групи у якості альтернативних моделей для тестування токсичності важких металів.
В даній роботі досліджували вплив солей важких металів (хлорид ртуті, сульфат кадмію, ацетат свинцю і сульфат марганцю) на білки плазми крові людини, які виконують життєво важливі функції — транспортну (альбумін) і захисну (інтерферон та імуноглобулін).
Дослідження виконані в умовах in vitro. Розчини білків готували на 0,9% NaCl з кінцевою концентрацією білка у реакції — 1 мг/мл. До розчину білка додавали розчин солі металу в концентраціях (1,0; 0,1; 0,01; 0,001 (моль/л). у співвідношенні 1:1 та інкубували 2 години при 37°С. Порушення структури білка визначали за зміною оптичної густини розчину на спектрофотометрі "Мефан" (Україна) при довжині хвилі 405 нм. В якості негативного контролю брали фізіологічний розчин, позитивного — хлорну кислоту. Відсоток денатурації білка в дослідній пробі обчислювали як співвідношення даних дослідної проби та позитивного контролю.
Проведені дослідження показали, що серед зазначених солей металів найбільш виразну денатуруючу дію по відношенню до альбуміну проявляв ацетат свинцю в усіх досліджуваних концентраціях (1,0; 0,1; 0,01; 0,001 (моль/л). Хлорид ртуті та сульфат кадмію викликали суттєві порушення у структурі альбуміну тільки за концентрації 0,1 моль/л, тоді як 0,01 і 0,001 моль/л не спричиняли змін у порівнянні з негативним контролем. Сульфат марганцю після in vitro інкубації не викликав суттєвих змін оптичної густини розчину альбуміну, навіть у високих концентраціях. Що стосується інтерферона, то після додавання до нього ацетату свинцю значне збільшення показників оптичної густини розчину спостерігали в діапазоні концентрацій 1,0 — 0,01 моль/л. Після додавання хлориду ртуті, сульфату кадмію і сульфату марганцю зміни структури інтерферону, але дещо меншої інтенсивності, були відмічені для концентрацій 1,0 і 0,1 (моль/л). Зміни оптичної густини розчину імуноглобуліну людини відносно негативного контролю були визначені після інкубації його з ацетатом свинцю для всіх концентрацій. Для сульфату кадмію, сульфату марганцю і хлориду ртуті порушення структури імуноглобуліну були відзначені тільки при концентрації 1,0 моль/л, тоді як низькі концентрації металів (0,01 і 0,001 (моль/л) взагалі не впливали на цей білок. Таким чином, отримані результати дозволяють дійти висновку, що солі важких металів при додаванні до розчину білків плазми крові людини в умовах in vitro здатні викликати зміни показників їх оптичної густини, які можуть розцінюватись як порушення структури білків внаслідок денатурації. Ступінь денатурації білка залежить від катіону металу та його концентрації у розчині. Найбільшу структурну конформацію білків плазми крові людини викликав ацетат свинцю, дещо меншу сульфат кадмію і хлорид ртуті, і найменшу — сульфат марганцю. Встановлені особливості взаємодії катіонів металів з функціонально активними білками плазми крові можуть бути використанні для біотестування, а також для визначення механізмів їх токсичної дії.