Changes in parameters of systemic hemodynamics associated with hypercalcemia in combined and isolated administration of cobalt and Z
Authors: Оганесян Д.Х. , Брин В.Б. , Кабисов О.Т. 
Published: November 2020

Введение. В организме кальций находится в 3 формах - связанный с белком, главным образом с альбумином, входит в комплекс с бикарбонатом, лактатом, фосфатом и цитратом, и 50% Са в крови находится в ионизированном виде Са++. Цинк является составной частью металлоэнзимов, таких как карбоангидраза, карбоксипептидаза и ДНК-полимераза. Кобальт относится к тем металлам, с которыми кальций взаимодействует в металлоактивных ферментных системах. Установлено, что кобальт может депонироваться в матриксе лизосом в результате образования комплекса с анионными группами и вступать в конкурентную борьбу с ионами Са2+ и Мg2+ за связывание с активными центрами протонной помпы. Цель исследования - изучение особенностей изменения параметров системной гемодинамики на фоне гиперкальциемии в условиях сочетанного и изолированного введения солей тяжелых металлов кобальта и цинка. Методика. Экспериментальную гиперкальциемию у крыс Вистар воспроизводили ежедневным однократным введением 3000 МЕ препарата «Аквадетрим». Хлориды кобальта (4 мг/кг) и цинка (20 мг/кг) вводили внутрижелудочно с помощью зонда ежедневно на протяжении 1 мес. По завершении эксперимента определяли основные параметры системной гемодинамики: артериальное давление инвазивно, путем введения в бедренную артерию катетера; минутный объем крови регистрировали с помощью метода термодилюции, для чего через левую общую сонную артерию в дугу аорты вводился термистор. Рассчитывали по специальным формулам среднее артериальное давление, сердечный индекс, ударный индекс и удельное периферическое сосудистое сопротивление. Результаты. Исследование показало, что при внутрижелудочном введении в течение месяца хлорида кобальта и цинка развивается артериальная гипертензия гипокинетического типа. Экспериментальная гиперкальциемия оказывает некоторое протекторное влияние на развитие кобальтовой интоксикации, а при сочетанном введении кобальта и цинка на фоне гиперкальциемии эффекты металлов усиливаются. Также установлено, что сочетанное введение солей кобальта и цинка вызывает менее выраженный эффект на параметры системной гемодинамики, чем раздельное применение металлов. Заключение. Избыточное поступление хлоридов кобальта и цинка в организм приводит к развитию артериальной гипертензии. Гиперкальциемия может изменять токсические эффекты тяжелых металлов. Сочетанное введение кобальта и цинка оказывает менее выраженный эффект на параметры системной гемодинамики.

Calcium belongs to essential macronutrients. In the human body, calcium exists in three forms: bound to proteins, primarily to albumin; as a complex with bicarbonate, lactate, phosphate, or citrate; and as an ionized form of Ca2+ (which accounts for 50% of circulating Ca). Zinc is one of the most important trace elements of the body and an integral part of metalloenzymes, such as carbonic anhydrase, carboxypeptidase, and DNA polymerase. Cobalt belongs to the metals with which calcium interacts in metal-active enzyme systems. Cobalt is able to deposit in the lysosomal matrix by complexation with anionic groups and to compete with Ca2+ and Mg2+ for binding to active centers of the proton pump. The aim of this work was to study changes in parameters of the systemic hemodynamics during hypercalcemia in combined and isolated administration of heavy metal salts of cobalt and zinc. Methods. Experimental hypercalcemia was induced in Wistar rats by intragastrical administration of a water-soluble vitamin D-3 drug Aquadetrim (3,000 IU, daily for one month). Cobalt chloride (4 mg/kg) and zinc chloride (20 mg/kg) were administered intragastrically with a probe, daily for one month. Upon completion of the experiment, the following major indexes of the systemic hemodynamics were determined: blood pressure was measured invasively, with a catheter inserted into the femoral artery, and minute blood volume was recorded using the thermodilution method, with a thermistor introduced into the aortic arch through the left common carotid artery. Mean blood pressure, cardiac index, stroke index, and specific peripheral vascular resistance were calculated using special formulas. Results showed that the monthly intragastric administration of cobalt chloride and zinc chloride was associated with hypokinetic type hypertension. Experimental hypercalcemia provided some protection against cobalt intoxication but the combined administration of the metals during hypercalcemia enhanced their toxicity. The combined administration of cobalt and zinc chloride produced a less pronounced effect on indexes of the systemic hemodynamics than each metal alone. Conclusion. Excessive intake of cobalt chloride and zinc chloride results in arterial hypertension. Hypercalcemia may change the toxic effects of heavy metals. The combined administration of cobalt with zinc produced a less pronounced effect on parameters of the systemic hemodynamics.