Гепатотоксичность кадмия при длительном воздействии

Введение. Кадмий представляет серьёзную угрозу здоровью человека. Основными органами-мишенями при интоксикации кадмием являются печень, почки и костная система. Cd повреждает антиоксидантную систему и индуцирует развитие окислительного стресса, приводя к структурным и метаболическим изменениям в печени. Понимание молекулярных механизмов, лежащих в основе болезней печени, может помочь в разработке стратегий установления маркёров для их точной и своевременной диагностики.

Цель работы – оценить по морфологическим и биохимическим показателям степень гепатотоксичности различных доз кадмия при длительном воздействии.

Материалы и методы. Исследования проведены на аутбредных крысах-самцах. В течение шести месяцев крысам вводили внутрижелудочно водный раствор хлорида кадмий в дозах от 0,001 до 1 мг/кг м. т. Выполнены морфологические исследования структуры печени. Изучены показатели липидного обмена (триглицеридов и холестерина). Построены кривые зависимости «доза – ответ».

Результаты. Проведённые исследования показали, что кадмий при длительном поступлении оказывает значительное токсическое воздействие на структуру печени. Наклон полученной кривой зависимости «доза – ответ» по уровню триглицеридов имеет более выраженную кривизну, чем наклон кривой этой зависимости по уровню холестерина в сыворотке крови. Высокий наклон указывает на то, что небольшие изменения в дозе приводят к значительным изменениям в эффекте.

Ограничения исследования заключаются в том, что для объективной оценки гепатотоксичности кадмия при длительном воздействии различных доз необходимо учитывать степень изменения большего количества биохимических показателей, а также провести морфометрические исследования ткани печени.

Заключение. При длительном поступлении в организм лабораторных животных в дозе от 0,001 до 1 мг/кг м. т. кадмий оказывает выраженное дозозависимое гепатотоксическое действие, характеризующееся нарушениями липидного обмена (дислипидемией) и изменениями структуры печени.

Соблюдение этических стандартов. Исследование одобрено биоэтической комиссией ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека» (протокол заседания от 09.10.2024 г. № 01-10), проведено в соответствии с Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (ETS N 123), директивой Европейского парламента и Совета Европейского союза 2010/63/EC от 22.09.2010 г. о защите животных, использующихся для научных целей.

Участие авторов:
Хмель А.О. – обработка данных, написание текста;
Репина Э.Ф., Рябова Ю.В. – написание текста, редактирование;
Каримов Д.О., Валова Я.В. – концепция и дизайн исследования;
Смолянкин Д.А., Байгильдин С.С., Ахмадеев А.Р. – сбор и обработка данных.
Все соавторы – утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование. Работа проведена в рамках выполнения государственного задания по отраслевой научно-исследовательской программе Роспотребнадзора «Научное обоснование национальной системы обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия, управления рисками здоровью и повышения качества жизни населения России»» на 2021–2025 гг., п. 6.1.9, № гос. регистрации 121062100057–1.

Поступила: 04.12.2024 / Принята к печати: 26.03.2025 / Опубликована: 27.06.2025

1. Саломеина Н.В., Машак С.В., Дьякон В.В., Колмакова О.А., Охотина А.А. Морфологические изменения печени беременных крыс при введении различных доз кадмия. Медицина и образование в Сибири. 2015; (3): 92–6. https://elibrary.ru/vxokzv

2. Жаксылыкова А.К., Алмабаев Ы.А., Ткаченко Н.Л. Структурная перестройка лимфатического узла печени при экзотоксикозе хлористым кадмием. Медицина и образование в Сибири. 2014; (2): 43–7. https://elibrary.ru/sgrwid

3. Кадникова Е.П. Химическое загрязнение среды обитания и состояние здоровья детей дошкольного возраста, по данным социально-гигиенического мониторинга. Здоровье населения и среда обитания. 2019; (2): 9–14. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2019-311-2-9-14 https://elibrary.ru/kjlgvf

4. Гулиева С.В., Гараев Г.Ш.О., Халилов В.Г.О., Раджабова Ф.О. Влияние кадмия на биохимические процессы в организме в условиях экспериментального гипотиреоза. Вестник науки и образования. 2019; (5): 67–71. https://elibrary.ru/stdcsr

5. Фазлыева А.С., Усманова Э.Н., Даукаев Р.А., Каримов Д.О., Валова Я.В., Смолянкин Д.А. и др. Распределение кадмия и экспрессия металлотионеина в органах крыс при острой интоксикации. Гигиена и санитария. 2020; 99(9): 1011–5. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2020-99-9-1011-1015 https://elibrary.ru/thctsf

6. Шабардина Л.В., Сахаутдинова Р.Р. Изменения некоторых показателей печени крыс после субхронического воздействия хлорида кадмия на фоне физической нагрузки. В кн.: Актуальные вопросы современной медицинской науки и здравоохранения: Сборник статей IX Международной научно-практической конференции молодых ученых и студентов. Екатеринбург; 2024: 563–6.

7. Елясин П.А., Залавина С.В., Машак А.Н., Равилова Ю.Р., Первойкин Д.М., Надеев А.П. и др. Классическая долька печени как модель исследования воздействия субтоксичных доз кадмия. Экология человека. 2018; (1): 47–52. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2018-1-47-52 https://elibrary.ru/ykuzoe

8. Марченко А.Л. Биологическое действие кадмия в организме животных и человека. Scientia Potentia Est. 2019; (2): 1–2.

9. Усманова Э.Н., Фазлыева А.С., Каримов Д.О., Хуснутдинова Н.Ю., Репина Э.Ф., Даукаев Р.А. Динамика накопления кадмия в печени и почках крыс при острой интоксикации. Медицина труда и экология человека. 2019; (2): 69–74. https://elibrary.ru/efdllb

10. Фазлыева А.С., Усманова Э.Н., Каримов Д.О., Смолянкин Д.А., Даукаев Р.А. Накопление кадмия в живых системах, как проблема загрязнения окружающей среды. Медицина труда и экология человека. 2018; (3): 47–51. https://elibrary.ru/mgghbr

11. 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

12. Anadozie S.O., Adewale O.B., Akawa O.B., Olayinka J.N., Osukoya O.A., Umanah M.M., et al. Protective effect of aqueous fruit extract of Mondia whitei against cadmium-induced hepatotoxicity in rats. J. Herbmed Pharmacol. 2023; 12(1): 159–67. https://doi.org/10.34172/jhp.2023.16

13. Ramadan O.I., Amr I.M.I., Mahmoud M.E. Effect of selenium and olive oilon hepatotoxicity induced by cadmium chloride in adult male albino rats (structural, biochemical and immunohistochemical study). Ann. Rom. Soc. Cell Biol. 2019; 23(2): 128–41.

14. Mallya R., Chatterjee P.K., Vinodini N.A., Chatterjee P., Mithra P. Moringa oleifera leaf extract: beneficial effects on cadmium induced toxicities – a review. J. Clin. Diagn. Res. 2017; 11(4): CE01–4. https://doi.org/10.7860/JCDR/2017/21796.9671

15. Matović V., Buha A., Ðukić-Ćosić D., Bulat Z. Insight into the oxidative stress induced by lead and/or cadmium in blood, liver and kidneys. Food Chem. Toxicol. 2015; 78: 130–40. https://doi.org/10.1016/j.fct.2015.02.011

16. Al-Nasser I.A. Cadmium hepatotoxicity and alterations of the mitochondrial function. J. Toxicol. Clin. Toxicol. 2000; 38(4): 407–13. https://doi.org/10.1081/clt-100100950

17. Sun J., Chen Y., Wang T., Ali W., Ma Y., Yuan Y., et al. Cadmium promotes nonalcoholic fatty liver disease by inhibiting intercellular mitochondrial transfer. Cell Mol. Biol. Lett. 2023; 28(1): 87. https://doi.org/10.1186/s11658-023-00498-x

18. Смолянкин Д.А., Тимашева Г.В., Хуснутдинова Н.Ю., Байгильдин С.С., Репина Э.Ф., Фазлыева А.С. и др. Оценка функционального состояния печени и почек лабораторных животных после воздействия кадмием в подостром эксперименте. Микроэлементы в медицине. 2021; 22(1): 72−7. https://doi.org/10.19112/2413-6174-2021-22-1-72-77 https://elibrary.ru/figznp

19. Смолянкин Д.А., Валова Я.В., Каримов Д.О., Байгильдин С.С., Фазлыева А.С., Каримов Д.Д. и др. Исследование воздействия хлорида кадмия на некоторые маркерные ферменты печени экспериментальных животных. Juvenis Scientia. 2023; 9(6): 30–41. https://doi.org/10.32415/jscientia_2023_9_6_30-41 https://elibrary.ru/ycwflu

20. Очилов К.Р. Структурное строение клеток ткани печени при воздействии кадмия. Новости образования: исследование в XXI веке. 2023; 7(100): 372–7.

21. Feng R., Guo X., Kou Y., Xu X., Hong C., Zhang W., et al. Association of lipid profile with decompensation, liver dysfunction, and mortality in patients with liver cirrhosis. Postgrad Med. 2021; 133(6): 626–38. https://doi.org/10.1080/00325481.2021.1930560

22. Chen S., Yin P., Zhao X., Xing W., Hu C., Zhou L., et al. Serum lipid profiling of patients with chronic hepatitis B, cirrhosis, and hepatocellular carcinoma by ultra fast LC/IT-TOF MS. Electrophoresis. 2013; 34(19): 2848–56. https://doi.org/10.1002/elps.201200629

23. Aguilera-Méndez A., Álvarez-Delgado C., Hernández-Godinez D., Fernandez-Mejia C. Hepatic diseases related to triglyceride metabolism. Mini Rev. Med. Chem. 2013; 13(12): 1691–9. https://doi.org/10.2174/1389557511313120001

24. Nderitu P., Bosco C., Garmo H., Holmberg L., Malmström H., Hammar N., et al. The association between individual metabolic syndrome components, primary liver cancer and cirrhosis: A study in the Swedish AMORIS cohort. Int. J. Cancer. 2017; 141(6): 1148–60. https://doi.org/10.1002/ijc.30818

25. van der Wulp M.Y., Verkade H.J., Groen A.K. Regulation of cholesterol homeostasis. Mol. Cell Endocrinol. 2013; 368(1–2): 1–16. https://doi.org/10.1016/j.mce.2012.06.007

26. Maxfield F.R., Tabas I. Role of cholesterol and lipid organization in disease. Nature. 2005; 438(7068): 612–21. https://doi.org/10.1038/nature04399