THE MECHANISM OF INFLUENCE OF HEAVY METALS ON MORPHOLOGICAL AND FUNCTIONAL CONDITION DIGESTIVE SYSTEM

Shatorna V. F., Harets V. I., Nefedovа Е. A., Krivoshey V. V.

LITERATURE REVIEWS

Scentific article

Lead as a representative of heavy metals and industrial pollutants and classic toxins continues to be the focus, not only ecologists, toxicologists and hygienists, but also pathologists and clinicians representing various branches of theoretical and practical medicine. In a relatively short historical period levels of lead and other heavy metals in the environment has increased in tens and even hundreds of times, and the spread of lead compounds has become global. The clinical picture of acute and chronic poisoning of lead — saturnism depends on the dose and route of administration into the body. In response to observed symptoms of poisoning, including the leaders change of the gastrointestinal tract, disorders of the gastrointestinal tract expressed violation of gastric secretion, and therefore can be observed as increased and reduced function of the stomach. Frequently observed phenomenon of dyskinesia of small and large intestines, accompanied by frustration and suction of motor-evacuation function. It is known that lead in the gastrointestinal tract is absorbed mainly by passive and facilitated diffusion. In the small intestine metal absorption occurs involving calcium binding protein. In smaller amounts than in the small intestine, the metal is absorbed in the colon, mainly involving passive diffusion mechanism. One of the major roles in lead poisoning intestine plays a structural and functional area that includes epithelial lining, basal membranes, blood and lymphatic capillaries, interstitial spaces and interstitial cells and parenchyma. We know that the structural and functional unit of mucosa performs an important function maintaining trophic optimum for cellular activity of parenchyma, their antigenic sustainability, protection from possible damage products of their own metabolism and various factors which act as the external environment and circulating in the blood. The article provides an analysis of the results of scientific studies to determine the content of trace elements as in a norm and in pathologies of the digestive system of people of all ages, in experimental animals. It is proved that an imbalance of minerals under the influence of higher concentrations of compounds in the environment of lead and other heavy metals not only leads to disorders of the digestive system of a mature organism, but also reflect intoxication of fetus. The article presents an analysis of the results of scientific studies to determine the impact of heavy metals at the cellular and subcellular levels in people of all ages and experimental animals. Proved that the imbalance of trace elements under the influence of higher concentrations in the environment of lead compounds and other heavy metals contribute to the process of apoptosis, accumulation of lead in the cell nucleus, mitochondria, lysosomes, Golgi complex. Impact on the wall of the digestive tract is determined to reduce the functional significance of Paneth cells and a negative impact on internal secretion cells of the pancreas. Experimentally proved destructive changes in hepatocytes under the influence of lead acetate.

acetate of lead, heavy metals, hepatocytes, the digestive system

• 1. Авцын А. П. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология / А. П. Авцын, А. А. Жаворонков, М. А. Риш [и др.]. — М.: Медицина, 1991. — 496 с.
• 2. Амосова Е. Н. Кардиомиопатии / Е. Н. Амосова. — Киев: Книга плюс, 1999. — 181 с.
• 3. Аникеева Т. В. Метаболический синдром как микроэлементоз при ишемической болезни сердца / Т. В. Аникеева, В. К. Гринь, О. В. Синяченко [и др.] // Внутрішня медицина. — 2009. — № 3 (15). — С. 88-92.
• 4. Белушкина Н. Н. Молекулярные основы патологии апоптоза / Н. Н. Белушкина, С. Е. Северин // Арх. патологии. — 2001. — № 1. — С. 51-60.
• 5. Білецька Е. М. Техногенне навантаження важкими металами та зміни глибокого кисневого статусу у вагітних в умовах інтенсивної промислової зони / Е. М. Білецька, К. В. Воронін, В. А. Потапов, Т. В. Лещева // Медичні перспективи. — 2000. — Т. 5, № 1. С. 83-89.
• 6. Всасывание и секреция в тонкой кишке: субмикроскопические аспекты / [И. А. Морозов, Ю. А. Лысиков, Б. В. Питран и др.]. — М.: Медицина, 1988. — 224 с.
• 7. Дегтярева Т. Д. Оценка эффективности средств биологической профилактики свинцовой интоксикации / Т. Д. Дегтярева, Б. А. Кацнельсон, Л. И. Привалова [и др.] // Мед. труда — 2000. — № 3. — С. 40-43.
• 8. Динерман А. А. Роль загрязнителей окружающей среды в нарушении эмбрионального развития / А. А. Динерман. — М.: Медицина, 1980. — 191 с.
• 9. Динерман, А. А. Накопление свинца в плаценте и эмбрионе при его введении беременным самкам / А. А. Динерман, Н. А. Рождественская, С. И. Храмова // Свинец в окружающей среде (гигиенические аспекты). — М. — 1978. — С. 63-65.
• 10. Зербино Д. Д. Новые данные о роли свинца в генезе сосудистой патологии / Д. Д. Зербино, Ю. А. Поспишиль // Акт. вопр. пат. анатомии: Сб. научн. трудов. — Харьков, 1990. — С. 108-110.
• 11. Зербино Д. Д. Свинец — этиологический фактор поражения сосудов: основные доказательства / Д. Д. Зербино, Т. М. Соломенчук, Ю. О. Поспишиль // Архив патологии. — 1997. — № 1. — С. 9-12.
• 12. Иммунофармакология микроэлементов / [А. В. Кудрин, А. В. Скальный, А. А. Жаворонков и др.]. — М.: Из-во КМК. — 2000. —537 с.
• 13. Кацнельсон Б. А. Принципы биологической профилактики профессиональной и экологически обусловленной патологии от воздействия неорганических веществ / Б. А. Кацнельсон, Т. Д. Дегтярева, Л. И. Привалова. — Екатеринбург, Б-и., — 1999. — 106 с.
• 14. Котляренко Л. Т. Морфологічні зміни клубової кишки при ураженні кадмій хлоридом залежно від віку дослідних тварин / Л. Т. Котляренко, О. Ю. Ружицька // VII Міжнародна наукова конференція, присвячена 180-річчю Київського національного університету імені Тараса Шевченка та 120-річчю від дня народження А. І. Ємченка. Психофізіологічні та вісцеральні функції в нормі і патології. Тези доповідей (7-9 жовтня 2014 року). — Київ, 2014. — С. 81.
• 15. Котляренко Л. Т. Ремоделювання структур тонкої кишки при кадмієвій інтоксикації організму залежно від віку тварин / Л. Т. Котляренко, О. Ю. Ружицька // Матеріали підсумкової науково-практичної конференції «Здобутки клінічної та експериментальної медицини» (присвячена пам’яті ректора, члена-кореспондента НАМН України, професора Леоніда Якимовича Ковальчука), Тернопіль. — 2015. — С. 201.
• 16. Котляренко Л. Т. Структурні зміни стінки порожньої кишки експериментальних тварин при отруєнні кадмію хлоридом / Л. Т. Котляренко, О. Ю. Ружицька // Науково-практична конференція, присвячена 110-річчю з дня народження М. І. Зазибіна “Морфологічні основи наукових досліджень в медицині”. — 2013. — С. 131-132.
• 17. Котляренко Л. Т. Структурно-функціональні зміни в порожній кишці при отруєнні кадмієм / Л. Т. Котляренко, О. Ю. Ружицька // Анатомо-хірургічні аспекти дитячої гастроентерології. Матеріали 3-го наукового симпозіуму. — Чернівці, 2012. — С. 121.
• 18. Кузнецова Т. Е. Влияние ацетата свинца на развитие β-клеток поджелудочной железы у крысы / Т. Е. Кузнецова, С. Л. Кабак // Институт изиологии НАН Беларуси. — Медицинский журнал — 2010. — № 4. — С. 45-49.
• 19. Кузнецова Т. Е. Морфофункциональные изменения в некоторых эндокринных органах крысят при действии ацетата свинца / Т. Е. Кузнецова, О. А. Манеева, Е. Л. Рыжковская // Здоровье и окружающая среда: Сборник научных трудов. — Минск, 2006. — Вып. 8. — С. 590-595.
• 20. Луговской С. П. Механизмы биологического действия свинца на пищеварительную систему / С. П. Луговской, Л. А. Легкоступ // Совр. пробл. токсикол. — 2002. — № 2. — С. 45-50.
• 21. Любченко П. Н. Интоксикационные заболевания органов пищеварения / П. Н. Любченко. — Воронеж: Изд-во ВГУ, 1990. — 184 с.
• 22. Любченко П. Н. Функционально-морфологические особенности слизистой оболочки тонкой кишки у больных с хронической свинцовой интоксикацией / П. Н. Любченко // Сов. Мед. — 1982. — № 1. — С. 24-28.
• 23. Макашев К. К. Обменные процессы при сатурнизме / К. К. Макашев. — Алма-Ата, «Казахстан», 1976. — 128 с.
• 24. Морфологическое исследование влияния некоторых микроэлементов на репродуктивную систему и эмбриогенез / В. Ф. Шаторна, В. А. Линник, В. Г. Каплуненко, О. О. Савенкова, І. С. Чекман // Микроэлементы в медицине. — Москва. — 2014. — Вып. 15 (1). — С. 34-39.
• 25. Ружицька О. Ю. Морфологічні зміни гемомікроциркуляторного русла порожньої кишки експериментальних тварин при отруєнні кадмій хлоридом / О. Ю. Ружицька, Л. Т. Котляренко // Збірник матеріалів Всеукраїнської науково-практичної конференції “Морфологічні аспекти ангіології”, 24-25 жовтня 2013 р. — Тернопіль, 2013. — С. 143-144.
• 26. Трахтенберг И. М. Приоритетные аспекты фундаментальных исследований в токсикологии / И. М. Трахтенберг // Тез. докл. I съезда Токсикологов Украины. — Киев, 2001. — С. 6-7.
• 27. Трахтенберг И. М. К проблеме носительства тяжелых металлов / И. М. Трахтенберг, В. А. Тычинин, Ю. Н. Талакин [и др.] // Журнал АМН України. — 1999. — 5, № 1, — С. 87-95.
• 28. Шаторна В. Ф. Модифікуюча дія деяких мікроелементів на токсичність ацетату свинцю / В. Ф. Шаторна // Вісник проблем біології і медицини. — 2013. — Вип. 3, Т. 2. — С. 310-315.
• 29. Andrzejewska A. Ultrastructural evaluation of the rat parotid gland after six-week-intoxication with lead acetate / A. Andrzejewska, B. Szynaka, W. Stokowska // Mater. Med. Pol. — 1994. — V. 26, № 2. — P. 65-68.
• 30. Coleman J. R. Metal binding by intestinal mucus / J. R. Coleman, L. B. Young // Scan. Electron microsc. — 1979. — V. 11, № 3. — P. 801-806.
• 31. Hartwig A. Role of DNA Repair inhibition in lead and cadmium-induced genotoxicity: a review / A. Hartwig // Environ. Health Perspect. — 1994. — V. 102, Suppl. 3. — P. 45-50.
• 32. Kaji T. Inhibitory effect of lead on the proliferation of cultured vascular endothelial cells / T. Kaji, F. Y. Ujiwara, M. Hoshino // Toxicology. — 1995. — V. 95. — № 1-3. — P. 87-92.
• 33. Klaassen C. D. Biliari excretion of lead in rats, rabbits and dogs / C. D. Klaassen, D. W. Shoeman // Toxicil. appl. Pharm. — 1978. — V. 29, № 3. — P. 434-446.
• 34. Oberto A. Lead (Pb²⁺) promotes apoptosis in newborn rat cerebellar neurons: pathological implications / A. Oberto, N. Marks, H. L. Evans, A. Guidotti // J. Pharm. And Exp. Therapeutics. — 1996, — V. 279, № 1. — P. 435-442.
• 35. Stohs S. J. Oxidative mechanisms in the toxity of metal ions / S. J. Stohs, D. Bagchi // Free. Radic. Biol. Med. — 1995. — V. 18, № 2. — P. 321-336.
• 36. Watts S. W. Lead acetate induced contraction in rabbit mesenteric artery: interaction with calcium and protein kinase C / S. W. Watts, S. Chai, R. C. Webb // Toxicology. — 1995. — V. 99. № 1-2. — P. 55-65.

«Bulletin of problems biology and medicine» Issue 1 part 1 (126), 2016 year, 57-61 pages, index UDK 611.12-034: 591.33-092.9