Экспериментальная оценка эффективности биопрофилактического комплекса в условиях сочетанного действия хлорида кадмия и физической нагрузки
Аннотация
Обоснование. Уровень химической нагрузки остается стабильно высоким. Риск развития профессионально обусловленных заболеваний создается комплексным воздействием вредных производственных факторов, включая химическое загрязнение и тяжелую мышечную нагрузку. Повышение сопротивляемости организма такому воздействию важная задача для систем здравоохранения и экономики. Биологическая профилактика – один из перспективных способов решения этой задачи.
Цель – экспериментально обосновать эффективность биопрофилактического комплекса в условиях субхронической интоксикации хлоридом кадмия на фоне физической нагрузки в эксперименте на крысах.
Материалы и методы. Эксперимент проведен на крысах-самцах Wistar. Животные подвергались сочетанному действию хлорида кадмия и физической нагрузки, часть крыс – получала биопрофилактический комплекс (БПК). По окончании эксперимента оценивались гематологические, цитологические, гистологические, метаболомные показатели, а также коэффициент фрагментации ДНК. Статистическую обработку данных проводили с применением t-критерия Стьюдента (p<0,05), результаты метаболомного исследования подвергались дискриминантному и дисперсионному анализу ANOVA (p<0,05).
Результаты. Анализ полученных данных выявил негативные сдвиги гематологических, цитологических, гистологических, метаболомных показателей, увеличение генетических аберраций после воздействия изучаемых факторов, что обусловлено полисистемной токсичностью кадмия и неоднозначным влиянием физической нагрузки на процессы интоксикации. Бόльшая часть выявленных нарушений была нивелирована применением БПК.
Заключение. Продемонстрированное протекторное действие БПК указывает на его потенциал в профилактике профессиональных патологий у лиц, подверженных сочетанному действию токсикантов и физических нагрузок.
Ограничение исследования. Экспериментальное исследование было проведено на лабораторных животных только одного биологического вида. Кадмий (в форме растворимой соли – хлорида кадмия) использовался только в одной концентрации, мышечная нагрузка – только одной интенсивности.
Скачивания
Литература
Кокаев, Р. И., & Брин, В. Б. (2020). Влияние на некоторые водо электролитные и гемодинамические показатели введения кадмия на фоне кальцитонин вызванной модели гипокальциемии. Современные проблемы науки и образования, (1). https://doi.org/10.17513/spno.29568. EDN: https://elibrary.ru/JHPMPJ
Майорова, Е. А., & Корнякова, В. В. (2022). Развитие окислительного стресса при физических нагрузках у спортсменов. Научный вестник Омского государственного медицинского университета, 2(2), 17–22. EDN: https://elibrary.ru/RWEKAH
Минигалиева, И. А., Рябова, Ю. В., Сутункова, М. П., [и др.]. (2021). Сочетанное действие свинца и физической нагрузки на организм крыс в субхроническом эксперименте. Гигиена и санитария, 100(12), 1404–1411. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2021-100-12-1404-1411. EDN: https://elibrary.ru/SJNNKH
Минигалиева, И. А., Шабардина, Л. В., Рябова, Ю. В., [и др.]. (2025). Экспериментальное изучение сочетанного действия бензола и физической нагрузки на крыс. Гигиена и санитария, 104(1), 101–109. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2025-104-1-101-109. EDN: https://elibrary.ru/QZVRNE
Минигалиева, И. А., Шабардина, Л. В., Рябова, Ю. В., [и др.]. (2024). Экспериментальное исследование изменения токсических эффектов действия кадмия на фоне физической нагрузки. Гигиена и санитария, 103(8), 895–905. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2024-103-8-895-905. EDN: https://elibrary.ru/DJJVXN
Привалова, Л. И., Клинова, С. В., Минигалеева, И. А., [и др.]. (2020). Способ повышения устойчивости организма к комбинированному вредному действию свинца и кадмия [Патент РФ № 2712954 С1].
Рябова, Ю. В., Шабардина, Л. В., Кескевич, А. А., [и др.]. (2024). Нейротоксические эффекты сочетанного действия хлорида кадмия и физической нагрузки и протекторное действие биопрофилактических средств. Гигиена и санитария, 103(2), 165–171. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2024-103-2-165-171. EDN: https://elibrary.ru/UAPWUT
Сутункова, М. П., Макеев, О. Г., Привалова, Л. И., [и др.]. (2018). Генотоксический эффект воздействия некоторых элементных или элементнооксидных наночастиц и его ослабление комплексом биопротекторов. Медицина труда и промышленная экология, (11), 10–16. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2018-11-10-16. EDN: https://elibrary.ru/YNKBHF
Ciarrocca, M., Rosati, M. V., Tomei, F., [et al.]. (2015). Correlation between cadmium and blood counts in workers exposed to urban stressor. Archives of Environmental & Occupational Health, 70, 70–76. https://doi.org/10.1080/19338244.2013.778807
Conroy, M. J., Andrews, R. M., Andrews, S., [et al.]. (2024). LIPID MAPS: update to databases and tools for the lipidomics community. Nucleic Acids Research, 52, D1677–D1682. https://doi.org/10.1093/nar/gkad896. EDN: https://elibrary.ru/ZWDOLZ
El Boshy, M., Ashshi, A., Gaith, M., [et al.]. (2017). Studies on the protective effect of the artichoke (Cynara scolymus) leaf extract against cadmium toxicity induced oxidative stress, hepatorenal damage, and immunosuppressive and hematological disorders in rats. Environmental Science and Pollution Research, 24, 12372–12383. https://doi.org/10.1007/s11356-017-8876-x. EDN: https://elibrary.ru/CCJAVK
Fantacone, M. L., Lowry, M. B., Uesugi, S. L., [et al.]. (2020). The effect of a multivitamin and mineral supplement on immune function in healthy older adults: A double blind, randomized, controlled trial. Nutrients, 12(8), 2447. https://doi.org/10.3390/nu12082447. EDN: https://elibrary.ru/FHJMFF
Gad El Hak, H. N., & Mohamed, F. H. (2023). Effect of lactoferrin supplement on cadmium chloride induced toxicity to male rats: Toxicopathological, ultrastructural and immunological studies. International Immunopharmacology, 125, 111182. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2023.111182. EDN: https://elibrary.ru/TMSMDM
Genchi, G., Sinicropi, M. S., Lauria, G., Carocci, A., [et al.]. (2020). The effects of cadmium toxicity. International Journal of Environmental Research and Public Health, 17, 3782. https://doi.org/10.3390/ijerph17113782. EDN: https://elibrary.ru/KHDISI
He, Z., Shen, P., Feng, L., [et al.]. (2022). Cadmium induces liver dysfunction and ferroptosis through the endoplasmic stress ferritinophagy axis. Ecotoxicology and Environmental Safety, 245, 114123. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2022.114123. EDN: https://elibrary.ru/VOXXZV
Hong, H., Xu, Y., Xu, J., [et al.]. (2021). Cadmium exposure impairs pancreatic β cell function and exaggerates diabetes by disrupting lipid metabolism. Environment International, 149, 106406. https://doi.org/10.1016/j.envint.2021.106406. EDN: https://elibrary.ru/XDAUXP
Ibarra Rodríguez, D., Lizardi Mendoza, J., López Maldonado, E. A., & Oropeza Guzmán, M. T. (2017). Capacity of ‘nopal’ pectin as a dual coagulant flocculant agent for heavy metals removal. Chemical Engineering Journal, 323, 19–28. https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.04.087. EDN: https://elibrary.ru/YVSTBU
Isoda, H., Motojima, H., Onaga, S., [et al.]. (2014). Analysis of the erythroid differentiation effect of flavonoid apigenin on K562 human chronic leukemia cells. Chemico Biological Interactions, 220, 269–277. https://doi.org/10.1016/j.cbi.2014.07.006. EDN: https://elibrary.ru/YEXQED
Kamenova, K., Gluhcheva, Y., Dorkov, P., & Ivanova, J. (2019). Comparative assessment of the effects of meso 2,3 dimercaptosuccinic acid and salinomycin on spleen function of cadmium exposed mice. Environmental Science and Pollution Research, 26, 33304–33310. https://doi.org/10.1007/s11356-019-06473-4. EDN: https://elibrary.ru/GSJGRC
Katsnelson, B. A., Makeev, O. H., Kochneva, N. I., [et al.]. (2007). Testing a set of bioprotectors against the genotoxic effect of a combination of ecotoxicants. Central European Journal of Occupational and Environmental Medicine, 13, 251–264.
Klinova, S. V., Minigalieva, I. A., Protsenko, Y. L., [et al.]. (2022). Changes in the cardiotoxic effects of lead intoxication in rats induced by muscular exercise. International Journal of Molecular Sciences, 23, 4417. https://doi.org/10.3390/ijms23084417. EDN: https://elibrary.ru/VEGVDM
Kowalczyk, E., Kopff, A., Fijałkowski, P., [et al.]. (2003). Effect of anthocyanins on selected biochemical parameters in rats exposed to cadmium. Acta Biochimica Polonica, 50, 543–548. https://doi.org/10.18388/abp.2003_3707
Kumar, N. G., Contaifer, D., Madurantakam, P., [et al.]. (2019). Dietary bioactive fatty acids as modulators of immune function: Implications on human health. Nutrients, 11(12), 2974. https://doi.org/10.3390/nu11122974
Mukhopadhyay, S., Mukhopadhyay, S., Addya, S., Bhattacharya, D. K., [et al.]. (1988). Effects of cadmium treatment in vitro on the antioxidant protection mechanism and activation of human blood platelets. Thrombosis Research, 50, 419–427. https://doi.org/10.1016/0049-3848(88)90271-X
Nagaraju, R., Kalahasthi, R., Balachandar, R., & Bagepally, B. S. (2022). Cadmium exposure and DNA damage (genotoxicity): A systematic review and meta analysis. Critical Reviews in Toxicology, 52(10), 786–798. https://doi.org/10.1080/10408444.2023.2173557. EDN: https://elibrary.ru/BEMBHQ
Omar, E. M., El Sayed, N. S., Elnozahy, F. Y., [et al.]. (2024). Reversal effects of royal jelly and propolis against cadmium induced hepatorenal toxicity in rats. Biological Trace Element Research, 202, 1612–1627. https://doi.org/10.1007/s12011-023-03775-0. EDN: https://elibrary.ru/YIEVZM
Venter, C., Oberholzer, H. M., Bester, J., van Rooy, M. J., [et al.]. (2017). Ultrastructural, confocal and viscoelastic characteristics of whole blood and plasma after exposure to cadmium and chromium alone and in combination: An ex vivo study. Cellular Physiology and Biochemistry, 43, 1288–1300. https://doi.org/10.1159/000481841
Waisberg, M., Joseph, P., Hale, B., & Beyersmann, D. (2003). Molecular and cellular mechanisms of cadmium carcinogenesis. Toxicology, 192(2–3), 95–117. https://doi.org/10.1016/S0300-483X(03)00305-6
Wishart, D. S., Guo, A., Oler, E., [et al.]. (2022). HMDB 5.0: The Human Metabolome Database for 2022. Nucleic Acids Research, 50, D622–D631. https://doi.org/10.1093/nar/gkab1062. EDN: https://elibrary.ru/RTIFWR
Zamani, M. M., Mortazavi, S. H., & Monajjemzadeh, M., [et al.]. (2021). Protective effect of combined long time administration of selenium and vitamin C on liver and kidney toxicity of cadmium in rats. Iranian Journal of Pathology, 16(2), 174–180. https://doi.org/10.30699/IJP.2020.135777.2489. EDN: https://elibrary.ru/FZFMNM
Zhang, T., Yan, W., Liu, C., [et al.]. (2023). Cadmium exposure promotes ferroptosis by upregulating Heat Shock Protein 70 in vascular endothelial damage of zebrafish. Ecotoxicology and Environmental Safety, 263, 115241. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2023.115241. EDN: https://elibrary.ru/NLDZWI
References
Kokaev, R. I., & Brin, V. B. (2020). The effect on some water electrolyte and hemodynamic parameters of cadmium administration under a calcitonin induced hypocalcemia model. Modern Problems of Science and Education, (1). https://doi.org/10.17513/spno.29568. EDN: https://elibrary.ru/JHPMPJ
Mayorova, E. A., & Kornyakova, V. V. (2022). Development of oxidative stress during physical activity in athletes. Scientific Bulletin of Omsk State Medical University, 2(2), 17–22. EDN: https://elibrary.ru/RWEKAH
Minigalieva, I. A., Ryabova, Yu. V., Sutunkova, M. P., [et al.]. (2021). Combined effect of lead and physical activity on the rat organism in a subchronic experiment. Hygiene and Sanitation, 100(12), 1404–1411. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2021-100-12-1404-1411. EDN: https://elibrary.ru/SJNNKH
Minigalieva, I. A., Shabardina, L. V., Ryabova, Yu. V., [et al.]. (2025). Experimental study of the combined effect of benzene and physical activity on rats. Hygiene and Sanitation, 104(1), 101–109. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2025-104-1-101-109. EDN: https://elibrary.ru/QZVRNE
Minigalieva, I. A., Shabardina, L. V., Ryabova, Yu. V., [et al.]. (2024). Experimental investigation of changes in the toxic effects of cadmium under physical activity. Hygiene and Sanitation, 103(8), 895–905. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2024-103-8-895-905. EDN: https://elibrary.ru/DJJVXN
Privalova, L. I., Klinova, S. V., Minigaleeva, I. A., [et al.]. (2020). Method for increasing the body’s resistance to the combined harmful effects of lead and cadmium [Russian Federation Patent No. 2712954 C1].
Ryabova, Yu. V., Shabardina, L. V., Keskevich, A. A., [et al.]. (2024). Neurotoxic effects of the combined action of cadmium chloride and physical activity and the protective effect of biopreventive agents. Hygiene and Sanitation, 103(2), 165–171. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2024-103-2-165-171. EDN: https://elibrary.ru/UAPWUT
Sutunkova, M. P., Makeev, O. G., Privalova, L. I., [et al.]. (2018). Genotoxic effect of exposure to certain elemental or element oxide nanoparticles and its attenuation by a complex of bioprotectors. Occupational Health and Industrial Ecology, (11), 10–16. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2018-11-10-16. EDN: https://elibrary.ru/YNKBHF
Ciarrocca, M., Rosati, M. V., Tomei, F., [et al.]. (2015). Correlation between cadmium and blood counts in workers exposed to urban stressor. Archives of Environmental & Occupational Health, 70, 70–76. https://doi.org/10.1080/19338244.2013.778807
Conroy, M. J., Andrews, R. M., Andrews, S., [et al.]. (2024). LIPID MAPS: update to databases and tools for the lipidomics community. Nucleic Acids Research, 52, D1677–D1682. https://doi.org/10.1093/nar/gkad896. EDN: https://elibrary.ru/ZWDOLZ
El Boshy, M., Ashshi, A., Gaith, M., [et al.]. (2017). Studies on the protective effect of the artichoke (Cynara scolymus) leaf extract against cadmium toxicity induced oxidative stress, hepatorenal damage, and immunosuppressive and hematological disorders in rats. Environmental Science and Pollution Research, 24, 12372–12383. https://doi.org/10.1007/s11356-017-8876-x. EDN: https://elibrary.ru/CCJAVK
Fantacone, M. L., Lowry, M. B., Uesugi, S. L., [et al.]. (2020). The effect of a multivitamin and mineral supplement on immune function in healthy older adults: A double blind, randomized, controlled trial. Nutrients, 12(8), 2447. https://doi.org/10.3390/nu12082447. EDN: https://elibrary.ru/FHJMFF
Gad El Hak, H. N., & Mohamed, F. H. (2023). Effect of lactoferrin supplement on cadmium chloride induced toxicity to male rats: Toxicopathological, ultrastructural and immunological studies. International Immunopharmacology, 125, 111182. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2023.111182. EDN: https://elibrary.ru/TMSMDM
Genchi, G., Sinicropi, M. S., Lauria, G., Carocci, A., [et al.]. (2020). The effects of cadmium toxicity. International Journal of Environmental Research and Public Health, 17, 3782. https://doi.org/10.3390/ijerph17113782. EDN: https://elibrary.ru/KHDISI
He, Z., Shen, P., Feng, L., [et al.]. (2022). Cadmium induces liver dysfunction and ferroptosis through the endoplasmic stress ferritinophagy axis. Ecotoxicology and Environmental Safety, 245, 114123. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2022.114123. EDN: https://elibrary.ru/VOXXZV
Hong, H., Xu, Y., Xu, J., [et al.]. (2021). Cadmium exposure impairs pancreatic β cell function and exaggerates diabetes by disrupting lipid metabolism. Environment International, 149, 106406. https://doi.org/10.1016/j.envint.2021.106406. EDN: https://elibrary.ru/XDAUXP
Ibarra Rodríguez, D., Lizardi Mendoza, J., López Maldonado, E. A., & Oropeza Guzmán, M. T. (2017). Capacity of ‘nopal’ pectin as a dual coagulant flocculant agent for heavy metals removal. Chemical Engineering Journal, 323, 19–28. https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.04.087. EDN: https://elibrary.ru/YVSTBU
Isoda, H., Motojima, H., Onaga, S., [et al.]. (2014). Analysis of the erythroid differentiation effect of flavonoid apigenin on K562 human chronic leukemia cells. Chemico Biological Interactions, 220, 269–277. https://doi.org/10.1016/j.cbi.2014.07.006. EDN: https://elibrary.ru/YEXQED
Kamenova, K., Gluhcheva, Y., Dorkov, P., & Ivanova, J. (2019). Comparative assessment of the effects of meso 2,3 dimercaptosuccinic acid and salinomycin on spleen function of cadmium exposed mice. Environmental Science and Pollution Research, 26, 33304–33310. https://doi.org/10.1007/s11356-019-06473-4. EDN: https://elibrary.ru/GSJGRC
Katsnelson, B. A., Makeev, O. H., Kochneva, N. I., [et al.]. (2007). Testing a set of bioprotectors against the genotoxic effect of a combination of ecotoxicants. Central European Journal of Occupational and Environmental Medicine, 13, 251–264.
Klinova, S. V., Minigalieva, I. A., Protsenko, Y. L., [et al.]. (2022). Changes in the cardiotoxic effects of lead intoxication in rats induced by muscular exercise. International Journal of Molecular Sciences, 23, 4417. https://doi.org/10.3390/ijms23084417. EDN: https://elibrary.ru/VEGVDM
Kowalczyk, E., Kopff, A., Fijałkowski, P., [et al.]. (2003). Effect of anthocyanins on selected biochemical parameters in rats exposed to cadmium. Acta Biochimica Polonica, 50, 543–548. https://doi.org/10.18388/abp.2003_3707
Kumar, N. G., Contaifer, D., Madurantakam, P., [et al.]. (2019). Dietary bioactive fatty acids as modulators of immune function: Implications on human health. Nutrients, 11(12), 2974. https://doi.org/10.3390/nu11122974
Mukhopadhyay, S., Mukhopadhyay, S., Addya, S., Bhattacharya, D. K., [et al.]. (1988). Effects of cadmium treatment in vitro on the antioxidant protection mechanism and activation of human blood platelets. Thrombosis Research, 50, 419–427. https://doi.org/10.1016/0049-3848(88)90271-X
Nagaraju, R., Kalahasthi, R., Balachandar, R., & Bagepally, B. S. (2022). Cadmium exposure and DNA damage (genotoxicity): A systematic review and meta analysis. Critical Reviews in Toxicology, 52(10), 786–798. https://doi.org/10.1080/10408444.2023.2173557. EDN: https://elibrary.ru/BEMBHQ
Omar, E. M., El Sayed, N. S., Elnozahy, F. Y., [et al.]. (2024). Reversal effects of royal jelly and propolis against cadmium induced hepatorenal toxicity in rats. Biological Trace Element Research, 202, 1612–1627. https://doi.org/10.1007/s12011-023-03775-0. EDN: https://elibrary.ru/YIEVZM
Venter, C., Oberholzer, H. M., Bester, J., van Rooy, M. J., [et al.]. (2017). Ultrastructural, confocal and viscoelastic characteristics of whole blood and plasma after exposure to cadmium and chromium alone and in combination: An ex vivo study. Cellular Physiology and Biochemistry, 43, 1288–1300. https://doi.org/10.1159/000481841
Waisberg, M., Joseph, P., Hale, B., & Beyersmann, D. (2003). Molecular and cellular mechanisms of cadmium carcinogenesis. Toxicology, 192(2–3), 95–117. https://doi.org/10.1016/S0300-483X(03)00305-6
Wishart, D. S., Guo, A., Oler, E., [et al.]. (2022). HMDB 5.0: The Human Metabolome Database for 2022. Nucleic Acids Research, 50, D622–D631. https://doi.org/10.1093/nar/gkab1062. EDN: https://elibrary.ru/RTIFWR
Zamani, M. M., Mortazavi, S. H., & Monajjemzadeh, M., [et al.]. (2021). Protective effect of combined long time administration of selenium and vitamin C on liver and kidney toxicity of cadmium in rats. Iranian Journal of Pathology, 16(2), 174–180. https://doi.org/10.30699/IJP.2020.135777.2489. EDN: https://elibrary.ru/FZFMNM
Zhang, T., Yan, W., Liu, C., [et al.]. (2023). Cadmium exposure promotes ferroptosis by upregulating Heat Shock Protein 70 in vascular endothelial damage of zebrafish. Ecotoxicology and Environmental Safety, 263, 115241. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2023.115241. EDN: https://elibrary.ru/NLDZWI
Copyright (c) 2026 Ilzira A. Minigalieva, Lada V. Shabardina, Renata R. Sakhautdinova, Marina P. Sutunkova, Maria S. Unesikhina, Oleg G. Makeyev
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
