Przemysław Nowak¹, Halina Milnerowicz², Krzysztof A. Sobiech³
Wpływ kadmu i wysiłku fizycznego na wybrane markery w tkankach szczura.
III. N-acetyl- beta-D-glucozaminidaza (NAG EC 3.2.1.30)
The effect of cadmium and physical exercise on the selected markers in rat tissues.
III. N-acetyl- beta-D-glucosaminidase (NAG EC 3.2.1.30)
¹ Wojska Lotnicze i Obrony Powietrznej
² Katedra i Zakład Toksykologii AM, Pracownia Badań nad Metalotioneiną, Wrocław
³ AWF Wrocław
Streszczenie
N-Acetyl-beta-D-glucosaminidase (NAG) apart from metallothioneine (MT) is considered to be a respected marker of toxic affecting of cadmium. The activity was determined using p-nitrophenyl-N-acetyl-beta-D-glucosaminide as a substrate. NAG activity was determined in homogenates of kidney, liver, pancreas, heart and skeletal muscles from rats chronicly intoxicated by cadmium acetate and physically efforted as it was described in the Part I. It was assumed, that the chronic cadmium exposure caused increase in the NAG activity in kidney, liver, heart and insignificant increase in the pancreas. The physical effort in rats evoked the NAG activity decrease in kidney, and it had none importance in other tissues.
WSTĘP
N-acetylo-beta–D-glukozaminidaza (NAG EC 3. 2. 1. 30) jest glikoproteiną o masie cząsteczkowej 150-160 KDa, biorącą udział w degradacji glikoprotein, glikolipidów i glikozaminoglikanów. Występuje prawie we wszystkich tkankach, a szczególne wysoką jej aktywność stwierdzono w nerce, wątrobie, błonie śluzowej żołądka i jelit. Cząsteczka NAG zbudowana jest z dwóch łańcuchów polipeptydowych oznaczonych jako a i b. Poszczególne izoenzymy różnią się kombinacją tych podjednostek. Metodami elektroforetycznymi wykazano istnienie co najmniej pięciu izoenzymów NAG: A, B, C, P i M. Występuje głównie w postaci 2 izoenzymów A i B różniących się masą cząsteczkową, składem aminokwasowym i termostabilnością (8).
Jest enzymem lizosomalnym, którego aktywność wzrasta w wyniku intoksykacji tym ksenobiotykiem (16). Proporcjonalnie do podanej dawki kadmu wzrasta liczba i wielkość lizosomów świadcząca o subletalnym uszkodzeniu komórek (11). W organach wewnętrznych zwierząt laboratoryjnych zatruwanych kadmem pierwotne zmiany występują w śródbłonku naczyniowym, a wtórnie do nich pojawiają się zmiany patologiczne w tym nekrotyczne (6, 10). Kadm nasila wytwarzanie niektórych glikozaminoglikanów, ale hamuje wbudowywanie w ich cząsteczki grup siarczanowych (7). U zwierząt laboratoryjnych narażonych na związki kadmu, akumulację tego metalu stwierdzono w nerce, wątrobie i sercu, mniejszą w trzustce i mózgu (5, 9). Wykazano, że wątroba obok nerek akumuluje znaczne ilości kadmu a uszkodzenie tego narządu obserwowano wcześniej przed uszkodzeniem nerek (3) co może być przyczyną śmiertelności zwierząt narażonych na duże dawki Cd (2). Kardiotoksyczne skutki działania kadmu stwierdzano u zwierząt, u których nie obserwowano uszkodzenia nerek i wątroby, nawet jeśli stężenie kadmu było dwukrotnie wyższe niż w sercu (5).
N-acetylo-beta-D-glukozaminidaza obok metalotioneiny jest uznanym markerem cytoksycznego oddziaływania związków kadmu (14).
Celem badań była ocena aktywności N-acetylo-beta-D-glukozaminidazy w narządach szczurów poddanych intoksykacji octanem kadmu i wysiłkowi fizycznemu na bieżni ruchomej.
MATERIAŁ I METODY
Materiałem do badań były narządy szczurów, których charakterystykę i sposób intoksykacji opisano w części I (12). Oceny aktywności NAG dokonano w tkankach: nerce, wątrobie, trzustce, sercu i mięśniach. Homogenaty sporządzano w następujący sposób: tkankę rozdrabniano i homogenizowano w łaźni lodowej w stosunku 1:10 w buforze 10mM Tris/HCl pH 7,4 z dodatkiem 0,1% Tritonu X-100 przy pomocy homogenizatora Pottera. Homogenat zamrażano na kilka dni w -20°C, a następnie rozmrażano i wirowano przez 20 minut przy 10 000 x g. Oddzielano supernatant od osadu i oznaczano aktywność N-acetylo-beta-D-glukozaminidazy w supernatancie. Aktywność enzymu mierzono kolorymetrycznie używając jako substratu p-nitrofenylo-N-acetylo-beta-D-glukozaminidu według metody Maruhna (8). Uzyskane wyniki poddano analizie statystycznej przy zastosowaniu testu t-Studenta.
WYNIKI I ICH OMÓWIENIE
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
24 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
59 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
119 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 28 zł
Piśmiennictwo
1. Chan H.M. et al.: Nephrotoxicity in rats following liver transplantation from cadmium – exposed rats. Toxicol. Appl. Pharmacol. 1993, 123, 89-96. 2. Dudley R.E. et al.: Acute exposure to cadmium causes severe liver injury in rats. Toxicol. Appl. Pharmacol. 1982, 65, 302-313. 3. Dudley R.E et al.: Cadmium - induced hepatic and renal injury in chronically exposed rats: likely role of hepatic cadmium - metallothionein in nephrotoxicity. Toxicol. Appl. Pharmacol. 1985, 77, 414-426. 4. Hałatek T., Chmielnicka J.: Ocena nefrotoksycznego działania kadmu u zwierząt doświadczalnych i ludzi. Post. Hig. Med. Dośw. 1993, 47, 375-391. 5. Jamall I.S., Smith J.C.: Effects of cadmium on glutathione peroxidase, superoxide dismutase and lipid peroxidation in the rat heart: a possible mechanisms of cadmium cardiotoxicity. Toxicol. Appl. Pharmacol. 1985, 80, 33-42. 6. Kaji T. i wsp.: Effect of cadmium on the monolayer maintenance of vascular endothelial cells in culture. Toxicology 1992, 71, 267-276. 7. Kaji T. et al.: Cadmium – induced alteration of glycosaaminoglycans with an enhancement of heparin-like activity in cultured vascular endothelial cells. Toxicology 1994, 94, 161-171. 8. Kawadat et al.: Cadmium, NAG activity and b2-microglobulin in the urine of cadmium pigment workers. Br. J. Ind. med. 1989, 46, 52-55. 9. Konishi N. et al.: Pancreatic hepatocytes in Fischer and Wistar rats induced by repeated injections of cadmium chloride. Toxicol. Appl. Pharmacol. 1990, 104, 149-156. 10. Lauwerys R., Bernard A.: Early detection of the nephrotoxic effects of industrial chemicals; state of the art and future prospects. Am. J. Ind. Med. 1987, 11, 275-285. 11. Maruhn D.: Rapid colorymetric assay of NAG in human urine. Clin. Chim. Acta 1976, 73, 453-461. 12. Milnerowicz H. i wsp.: Wpływ kadmu i wysiłku fizycznego na wybrane markery w tkankach szczura. I. Metalotioneina. Nowa Medycyna 2001 (w druku). 13. Nishizumi M.: Electron microscopic study of cadmium nephrotoxicity in the rat. Arch. Environ. Health 1972, 24, 215-225. 14. Nolan C., Shaikh Z.A.: The vascular endothelium as a target tissue in acute cadmium toxicity. Life Sci. 1986, 39, 1403-1409. 15. Roels H. et al.: Markers of early renal changes induced by industrial pollutants. III Application to workers exposed to cadmium. Br. J. Ind. Med. 1993, 50, 37-48. 16. Tohyama C. et al.: Immunohistochemical localization of metallothionein in the liver and kidney of cadmium or zinc-treated rats. Acta Histochem. Cytochem. 1988, 21, 91-102.
