Метаболические и функциональные нарушения у крыс при кадмиевой интоксикации и их патогенетическая коррекция

Введение. Актуальность проведенного исследования обусловлена высокой распространенностью заболеваний, вызываемых воздействием вредных веществ, таких как кадмий, который представляет собой экологическую и профессиональную опасность. Моделирование интоксикационного синдрома у животных и разработка стратегий его коррекции позволяют выявить эффективные методы профилактики и терапии, что особенно важно для борьбы с токсическими воздействиями и предотвращения развития тяжелых патологий печени, почек и сердечно-сосудистой системы.

Цель исследования: изучение механизмов влияния кадмия сульфата на характер изменений метаболических и функциональных показателей крови и органов и их патогенетическая коррекция.

Материал и методы. Интоксикационный синдром был смоделирован на 65 крысах экспозицией сульфатом кадмия 1 мг/кг массы тела внутримышечно. После создания систематической ежедневной интоксикации длительностью 30 дней внутримышечно инъецировали L-аргинин (10 мг/кг массы тела животного) и внутрижелудочно кудесан (10 мг/кг массы тела).

Результаты. Примененные лекарственные средства оказали тормозящее действие на активность оксидативного стресса, понизили уровень диальдегида малоната в крови, в корковом и мозговом слоях ренальной ткани по сравнению с результатами, свидетельствующими об интоксикации кадмием. Выраженность липопероксидации была снижена и в паренхиме печени. Одновременно выявлена положительная динамика активности антиоксидантной системы (АОС) и повышение активности супероксиддисмутазы (СОД), а также суммарных метаболитов оксида азота (NOx). Использование корригирующих лекарственных средств (L-аргинина и кудесана) обеспечило более низкий уровень холестерина липопротеинов низкой плотности (ХС ЛПНП) при возрастании уровня холестерина липопротеинов высокой плотности (ХС ЛПВП). Со стороны основных процессов мочеобразования показано повышение скорости клубочковой фильтрации (СКФ), транспорта воды и натрия в канальцах почек вследствие более высокой активности Na, K-АТФ-азы в корковом, мозговом слоях почек. Снижение содержания малонового диальдегида (МДА) приводит к повышению концентрации NOx и активности Na, K-АТФ-азы (r = –0,67, р < 0,05; r = –0,69, р < 0,05). Понижение уровня активности органоспецифических ферментов в плазме крови свидетельствует об улучшении функции печени.

Заключение. Кадмиевая интоксикация характеризуется развитием оксидативного стресса, снижением содержания NOх как основного вазодилататора и повышением уровня атерогенных липопротеинов в плазме крови. Эти биохимические изменения вызвали нарушение микроциркуляторной гемодинамики и функциональной способности почечной и печеночной тканей. Корригирующая терапия введением лекарственных средств (L-аргинина и кудесана) при кадмиевой интоксикации обеспечила эффективное подавление окислительного стресса, позитивную динамику метаболизма ХС и NO. Совокупность этих метаболических показателей при интоксикационном синдроме сопровождалась повышением функциональной способности почек и печени, улучшением показателей основных процессов мочеобразования и снижением уровня органоспецифических ферментов в плазме крови. Такой подход к патогенетической коррекции открывает перспективы для его клинического применения в области токсикологии и профилактической медицины.

1. Дзугкоев С.Г., Дзугкоева Ф.С., Маргиева О.И., Хубулова А.Е., Можаева И.В. Участие фармакологических веществ в механизмах токсичности ацетата свинца в эксперименте. Фармация и фармакология. 2022;10(6):589–600. https://doi.org/10.19163/2307-9266-2022-10-6-589-600

2. Abd Elnabi M.K., Elkaliny N.E., Elyazied M.M., Azab S.H., Elkhalifa S.A., Elmasry S. et al. Toxicity of heavy metals and recent advances in their removal: a review. Toxics. 2023;11(7):580. https://doi.org/10.3390/toxics11070580

3. Chung S.M. Effect of cadmium exposure on body composition deterioration: A propensity score-matched cohort study. Environ. Sci. Pollut. Res. Int. 2023;30(35):84822–84827. https://doi.org/10.1007/s11356-023-28396-x

4. Ma Y., Su Q., Yue C., Zou H., Zhu J., Zhao H. et al. The effect of oxidative stress-induced autophagy by cadmium exposure in kidney, liver, and bone damage, and neurotoxicity. Int. J. Mol. Sci. 2022;23(21):13491. https://doi.org/10.3390/ijms232113491

5. Кузьмин С.В., Русаков В.Н., Сетко А.Г., Синицина О.О. Токсиколого-гигиенические аспекты воздействия кадмия на организм человека при поступлении с продуктами питания (обзор литературы). Здоровье населения и среда обитания. 2024;32(7):49–57. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2023-32-7-49-57

6. Эрстенюк А.М. Лигандные формы гемоглобина в динамике кадмиевой интоксикации Микроэлементы в медицине. 2012;13(2):8−13. URL: https://journal.microelements.ru/uploads/2012_2/2012_8-13.pdf (21.11.2025).

7. Milton A.D., Almazroue H., Jin Y., Zender G., Trittmann J.K. DDAH1 SNP rs480414 that protects against the development of pulmonary hypertension in bronchopulmonary dysplasia results in lower nitric oxide production in neonatal cord blood-derived lymphoblastoid cell lines. J. Neonatal. Perinatal. Med. 2022;15(1):113–121. https://doi.org/10.3233/NPM-210710

8. Branca J.J.V., Pacini A., Gulisano M., Taddei N., Fiorillo C., Becatti M. Cadmium-induced cytotoxicity: effects on mitochondrial electron transport chain. Front. Cell. Dev. Biol. 2020;8:604377. https://doi.org/10.3389/fcell.2020.604377

9. Wu G., Meininger C.J., McNeal C.J., Bazer F.W., Rhoads J.M. Role of L-arginine in nitric oxide synthesis and health in humans. Adv. Exp. Med. Biol. 2021;1332:167–187. https://doi.org/10.1007/978-3-030-741808_10

10. Алибаева Б.Н., Абышева К.А., Инкарова Ж.И. Коррекция кадмиевой пектинсодержащим шубатом. Электронный научный журнал «Биология и интегративная медицина». 2024;S1:22–23.

11. Дзугкоев С.Г., Дзугкоева Ф.С., Маргиева О.И., Хубулова А.Е. Регуляторные механизмы действия афобазола и L-аргинина на окислительно-восстановительные процессы и метаболизм оксида азота при сатурнизме в эксперименте у крыс. Современные проблемы науки и образования. 2024;2. https://doi.org/10.17513/spno.33369

12. Каленикова Е.И., Харитонова Е.В., Городецкая Е.А., Токарева О.Г., Медведев О.С. Редокс-статус и фармакинетика коэнзима Q10 в плазме крови крысы после его однократного внутривенного введения. Биомедицинская химия. 2015;61(1):125–131.

13. Asakawa T., Matsushita S. Coloring conditions of thiobarbituricacid test for detecting lipid hydroperoxides. Lipids. 1980;15(3):137–140. https://doi.org/10.1007/BF02540959

14. Макаревич О.П., Голиков П.П. Активность супероксиддисмутазы крови в острый период различных заболеваний. Лабораторное дело. 1983;6:24–27.

15. Наточин Ю.В. Физиология почки: формулы и расчеты. Л.: Наука; 1974:56.

16. Rajendran P., Rengarajan T., Nishigaki Y., Palaniswami R., Nishigaki I. In vitro studies on mangiferin protection against cadmium-induced human renal endothelial damage and cell death via the MAP kinase and NF-κB pathways. J. Recept. Signal. Transduct. Res. 2016;36(1):57–66. https://doi.org/10.3109/10799893.2015.1019137

17. Kukongviriyapan U., Apaijit K., Kukongviriyapan V. Oxidative stress and cardiovascular dysfunction associated with cadmium exposure: beneficial effects of curcumin and tetrahydrocurcumin. Tohoku J. Exp. Med. 2016;239(1):25–38. https://doi.org/10.1620/tjem.239.25

18. Huang Z., Xu R., Wan Z., Liu C., Li J., He J. et al. Melatonin protects against cadmium-induced endoplasmic reticulum stress and ferroptosis through activating Nrf2/HO-1 signaling pathway in mice lung. Food Chem. Toxicol. 2025;198:115324. https://doi.org/10.1016/j.fct.2025.115324

19. Luo T., Song S., Wang S., Jiang S., Zhou B., Song Q. et al. Mechanistic insights into cadmium-induced nephrotoxicity: NRF2-Driven HO-1 activation promotes ferroptosis via iron overload and oxidative stress in vitro. Free Radic. Biol. Med. 2025;235:162–175. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2025.04.047

20. Rawee P., Kremer D., Nolte I.M., Leuvenink H.G.D., Touw D.J., De Borst M.H. et al. Iron deficiency and nephrotoxic heavy metals: a dangerous interplay? Int. J. Mol. Sci. 2023;24(6):5315. https://doi.org/10.3390/ijms24065315