CC BY
31
УДК [612.111:616.155.15-085.356]:612.592:612.014.46
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМЫ ЭРИТРОНА КРЫС ПРИ КОРРЕКЦИИ МИНЕРАЛЬНО-КОМПЛЕКСАМИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ДЕЙСТВИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ
© 2006 г. Л. Е. Громова, Г. Н. Дегтева, Н. А. Назаренко,
В. В. Зашихина
Северный государственный медицинский университет, г. Архангельск
В статье показано, что питание, обогащенное фтором и железом, на фоне действия холода, физической нагрузки и алкоголизации способствует улучшению показателей красной крови экспериментальных животных.
Ключевые слова: холод, физическая нагрузка, алкоголизация, красная кровь, фтор, железо.
Природно-биогеохимические условия Севера, являясь экстремальными, предъявляют к организму повышенные требования в значении его «биосоциальной платы» за достижение адаптированности. Последняя сопровождается значительной перестройкой обменных процессов. В частности, в условиях Севера в организме человека происходят существенные изменения микроэлементного гомеостаза [5].
Медико-географические исследования, проведенные в различных регионах Севера, показали, что здесь четко выявляются заболевания и синдромы, обусловленные дефицитом определенных жизненно важных микроэлементов, например фтора и железа. Метаболическая перестройка в организме при холодовой адаптации настолько существенна, что это позволяет говорить о развитии акклиматизационного дефицита микроэлементов [4, 10]. Трудовая деятельность в районах Крайнего Севера требует разработки мер, направленных на поддержание здоровья, в том числе с помощью специально созданных продуктов питания, обогащенных витаминно-минеральными комплексами.
Для изучения влияния комплекса факторов, связанных с условиями работы нефтяников на Крайнем Севере, была разработана экспериментальная модель на животных. Учитывая, что физическая нагрузка и охлаждение являются факторами, мобилизующими резервы организма и воздействующими на многие его параметры [2], а также то, что охлаждение может сочетаться с состоянием алкогольного опьянения [7], в эксперименте было смоделировано воздействие различных факторов и влияние коррекционного питания.
Целью работы явилось изучение показателей красной крови в эксперименте у крыс, подвергшихся физической нагрузке, охлаждению и принудительной алкоголизации при коррекции минерально-витаминным комплексом.
Опыты проводились на белых конвенциональных трехмесячных крысах-самцах весом 150—170 граммов, полученных из питомника «Рапполово» (г. Санкт-Петербург).
Крысы были разделены на 5 групп по 10 особей в каждой: одну контрольную и четыре опытные. В качестве контроля использовались интактные крысы, находящиеся на обычном режиме и рационе питания вивария.
Опытные крысы были сгруппированы следующим образом: в первой группе физическая нагрузка сочеталась с охлаждением на фоне обычного рациона питания; во второй крысы дополнительно подвергались принудительной алкоголизации; в третьей физическая нагрузка и охлаждение проводились на фоне коррекционного питания, в четвертой физическая нагрузка, охлаждение и алкоголизация проводились на фоне коррекционного питания.
01038283
Физическая нагрузка создавалась с помощью вращающегося колеса, куда крыс помещали на 10 минут ежедневно в течение 30 суток. Охлаждение животных проводилось ежедневно в холодовой камере при температуре +5 °С в течение 2 часов [3]. Принудительная алкоголизация заключалась во введении через металлический зонд 40 % этилового спирта в дозе 1/2 ЛД50 в объеме 1,7 мл [9].
Коррекционное питание включало в себя продукты, обогащенные витамином С, фтором и железом. Фтор из расчета 0,1 мг/кг веса назначался в виде фтористого натрия с киселем или молоком через день. Гемовое железо в составе гематогена вводилось из расчета 0,17 мг/кг, аскорбиновая кислота
— 5 мг/кг [8].
Животных выводили из опыта на 30-е сутки путем декапитации по щадящей методике, одновременно проводили забор крови [1]. Гематологические показатели крови определяли по общепринятым методикам. Количество эритроцитов и средний объем эритроцита определяли на гематоанализаторе «РюозеаЬ». Общее содержание гемоглобина исследовали гемоглобинци-анидным методом фотометрически. Цветной показатель, среднее насыщение эритроцита гемоглобином (СНЭГ), среднее содержание (ССГЭ) и среднюю концентрацию гемоглобина в эритроците (СКГЭ) рассчитывали по методике И. А. Кассирского и Г. А. Алексеева. Суточный эритропоэз и среднюю продолжительность жизни эритроцитов (СПЖЭ) определяли по методу Е. Н. Мосягиной [6]. При статистической обработке с помощью критерия Шапиро-Уилка было установлено нормальное распределение полученных данных в группах; сравнение групп проводили по методу Стьюдента.
Анализ показателей красной крови у крыс первой опытной группы (табл. 1) выявил достоверное снижение количества эритроцитов и концентрации гемоглобина в крови по сравнению с контрольной
группой (рис. 1). Изучение маркеров самого эритроцита выявило разнонаправленную тенденцию изменения показателей. В частности, средний объем эритроцита увеличивался (р < 0,001) при неменяющемся ССГЭ, что приводило к снижению СКГЭ (р < 0,001). Изменения такого плана являются неблагоприятным фактором как для структуры мембраны эритроцита, так и для полноценного выполнения им транспортной функции. Наблюдалось закономерное снижение продолжительности жизни эритроцитов (р < 0,001) и, как следствие, происходило усиление суточного эритропоэза (р < 0,001) в качестве компенсации.
К 1 оп. 3 оп. 2 оп. 4 оп.
Рис. 1. Концентрация гемоглобина в крови в контрольной и опытных группах: К — контрольная группа; 1 оп. — влияние физической нагрузки и охлаждения; 3 оп. — влияние физической нагрузки и охлаждения на фоне коррекционного питания; 2 оп. — влияние физической нагрузки, охлаждения и алкоголизации; 4 оп. — влияние физической нагрузки, охлаждения и алкоголизации на фоне коррекционного питания.
По отношению к контрольной группе: *** р < 0,001
Введение этанола крысам второй опытной группы (на фоне физической нагрузки и охлаждения) усилило изменение показателей красной крови в негативную сторону. Хотя в крови животных этой группы количество эритроцитов было выше по
Сравнительная характеристика показателей красной крови крыс в эксперименте
Группа Эритроци- ты, 1012/л Гемоглобин, г/л Цветной показатель Средний объем эритроцита, мкм3 ССГЭ, нг СКГЭ, нг/мкм3 СНЭГ Суточный эритро- поэз СПЖЭ, сут.
Контрольная 7,2 і 0,02 154,8 і 1,0 0,64 і 0,003 65,8 ± 0,4 21,4 і 0,11 0,33 і 0,003 0,86 і 0,007 325,1 + 4,0 22,2 + 0,3
Первая опытная (нагрузка + холод) 6,9 і 0,08 ** 148,0 і 1,3 *** 0,64 і 0,003 70,8 ± 0,8 *** 21,4 і 0,12 0,30 і 0,003 *** 0,80 і 0,008 *** 443,8 + 7,6 *** 15,6 + 0,2 ***
Вторая опытная (нагрузка + холод + алкоголизация) 7,4 і 0,06 ** ООО 132,2 і 0,9 *** ООО 0,54 і 0,003 *** ООО 59,5 ± 0,9 *** ООО 17,9 і 0,11 *** ООО 0,30 і 0,006 *** 0,79 і 0,016 *** 526,2 + 16,7 *** ООО 14,1 + 0,5 *** О
Третья опытная (нагрузка + холод + питание) 7,8 і 0,04 *** AAA 156,7 і 0,8 AAA 0,60 і 0,004 *** AAA 60,8 ± 0,8 *** ААА 20,1 і 0,13 *** AAA 0,33 і 0,004 AAA 0,87 і 0,011 AAA 388,2 + 5,7 *** AAA 20,1 + 0,2 *** AAA
Четвертая опытная (нагрузка + холод + питание + алкоголизация) 7,5 і 0,03 *** vw 145,6 і 1,3 *** ООО vw 0,58 і 0,004 *** ООО w 54,8 ± 0,6 *** ООО УУ¥ 19,4 і 0,14 *** ООО W 0,35 і 0,005 *** ООО W 0,94 і 0,012 *** ООО W 409,4 + 7,1 *** ООО V 18,4 + 0,3 *** ООО ¥УУ
Отличия достоверны: по отношению к контрольной группе при ** — р < 0,01, *** — р < 0,001; между 1 и 2 опытными группами при а — р < 0,05, ааа — р < 0,001; между 1 и 3 при ▲ — р < 0,05, ▲▲▲ — р < 0,001; между 2 и 4 при о — р < 0,05, ооо — р < 0,001; между 3 и 4 при V — р < 0,05, У¥У — р < 0,001.
сравнению с группой контроля (р < 0,01) и первой опытной группой (р < 0,001), у них отмечался самый низкий среди всех изучаемых групп уровень гемоглобина в крови — (132,2 ± 0,9) г/л. Это соответственно приводило к достоверному уменьшению ССГЭ и СГКЭ. Следствием принудительной алкоголизации явилось и снижение среднего объема эритроцита (р < 0,001). Таким образом, во второй группе изменения и насыщаемости эритроцитов гемоглобином, и структуры их мембраны привели к наименьшей продолжительности жизни эритроцитов — всего (14,2 + 0,5) сут. по сравнению с контрольной (р < 0,001) и первой опытной группами (р < 0,05) (рис. 2). Компенсаторной реакцией на самую низкую среднюю продолжительность жизни эритроцитов явился самый напряженный суточный эритропоэз (526,2 + 16,7) из всех исследуемых групп. В результате в крови животных этой группы количество эритроцитов увеличилось и даже стало выше, чем в контрольной группе (р < 0,01), однако в функциональном плане эритроциты являлись неполноценными.
Рис. 2. Средняя продолжительность жизни эритроцитов в крови в контрольной и опытных группах: К — контрольная группа; 1 оп. — влияние физической нагрузки и охлаждения; 3 оп. — влияние физической нагрузки и охлаждения на фоне коррекционного питания; 2 оп. — влияние физической нагрузки, охлаждения и алкоголизации; 4 оп. — влияние физической нагрузки, охлаждения и алкоголизации на фоне коррекционного питания.
По отношению к контрольной группе: *** р < 0,001.
Обогащенное питание с введением продуктов, содержащих витамин С и соединения фтора и железа, у крыс третьей опытной группы оказало следующее влияние на показатели красной крови: наблюдалось увеличение количества эритроцитов и по сравнению с первой группой, находящейся под влиянием неблагоприятных факторов и не получавшей дополнительное питание (р < 0,001), и по сравнению с контрольной группой (р < 0,001). Концентрация гемоглобина в крови восстанавливалась до показателей контрольной группы. Однако было выявлено достоверное снижение среднего объема эритроцита и ССГЭ по сравнению с обеими группами. В целом эти изменения носили такой характер, что позволяли СКГЭ сохраняться на уровне контрольной группы и быть
достоверно выше данного показателя крыс первой группы, подвергавшихся воздействию физической нагрузкой и охлаждением. Дополнительное введение микроэлементов и витамина С способствовало увеличению продолжительности жизни эритроцитов (до 20,1 ± 0,2) по сравнению с первой группой (р < 0,001), хотя и не достигало этого показателя у контрольной группы (р < 0,001). Соответственно напряженность суточного эритропоэза снижалась по сравнению с этим показателем у крыс первой группы (р < 0,001).
У крыс четвертой опытной группы, в рацион которых на фоне физической нагрузки, охлаждения, алкоголизации дополнительно были введены обогащенные продукты, выявлено недостоверное повышение количества эритроцитов в крови по сравнению с показателями второй опытной группы крыс, подвергавшихся воздействию комплекса неблагоприятных факторов, но не получавших коррекционного питания. Концентрация гемоглобина в крови по сравнению с этими показателями у второй группы крыс увеличивалась (р < 0,001), хотя и оставалась ниже показателя контрольной группы (р < 0,001). Коррекционное питание способствовало увеличению и ССГЭ, и СКГЭ, что улучшало функциональные характеристики каждого эритроцита. Однако коррекционное питание на фоне алкоголизации не восстанавливало среднего объема эритроцита. Благоприятным фактором явилось повышение средней продолжительности жизни эритроцитов до 18,4 ± 0,3 (р < 0,001) по сравнению со второй группой крыс, что приводило к достоверному снижению напряжения суточного эритропоэза.
Обобщая полученные данные, можно сделать вывод, что использование гемового железа, который вместе с витамином С способствует синтезу гемоглобина [12], а также препаратов фтора, влияющего на архитектонику эритроцитов крови и скорость созревания эритроидных клеток [11], на фоне охлаждения являлось фактором, способствующим холодовой адаптации. Благодаря коррекционному питанию происходило поддержание средней концентрации гемоглобина в отдельно взятом эритроците, хотя и не восстанавливался его объем, улучшались функциональные свойства, увеличивалась продолжительность жизни и, как следствие, повышался уровень гемоглобина в крови, снижался суточный эритропоэз. Результатом являлось уменьшение акклиматизационного дефицита микроэлементов.
Таким образом, дополнительное питание с введением продуктов, богатых витамином С, соединением фтора и железа, способствовало улучшению показателей красной крови животных. Это служит реальным обоснованием к внедрению в промышленное производство продуктов питания, обогащенных витаминно-минеральными комплексами, для населения, проживающего на северных территориях.
Список литературы
1. Гуськова Т. А. Доклинические токсикологические исследования лекарственных средств как основа их безопасного применения в клинике / Т. А. Гуськова // Клинические исследования лекарственных средств в России. — 2004.
— № 3. — С. 8—15.
2. Влияние коррекционного питания на состояние эритрона в эксперименте в условиях холодовой и физической нагрузки / Л. Е. Громова, Г. Н. Дегтева, Ю. Р. Теддер и др. // Тезисы докладов II симпозиума с международным участием «Проблемы адаптации человека к экологическим и социальным условиям Севера». — Сыктывкар, 2004.
— С. 28—29.
3. Елизарова О. Н. Определение пороговых доз промышленных ядов при пероральном введении / О. Н. Елизарова.
— М., 1971. — 192 с.
4. Марачев А. Г. Акклиматизационный дефицит железа / А. Г. Марачев, А. А. Жаворонков // Физиология человека.
— 1987. — Т. 13, № 4. — С. 640—646.
5. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология / А. П. Авцын, А. А. Жаворонков, М. А. Риш и др. — М. : Медицина, 1991. — 496 с.
6. Мосягина Е. Н. Эритроцитарное равновесие в норме и патологии / Е. Н. Мосягина. — М., 1962. — 179 с.
7. Назаренко Н. А. Острая криотравма конечностей / Н. А. Назаренко, В. М. Сатыбалдыев, П. И. Сидоров.
— Архангельск, 1999. — 147 с.
8. Овруцкий Г. Д. Фтор и иммунобиологическая реактивность организма / Г. Д. Овруцкий, Х. С. Хамитов.
— М., 1976. — 112 с.
9. Соловьев А. Г. Адаптационные различия к воздействию этилового и метилового спиртов/ А. Г. Соловьев,
З. И. Тараскина // Тезисы докладов V Всесоюзного симпозиума «Эколого-физиологические проблемы адаптации».
— М., 1988. — С. 217.
10. Теддер Ю. Р. Особенности метаболизма фтора при адаптации организма к охлаждению / Ю. Р. Теддер, А. А. Жаворонков // Физиология человека. — 1988. — № 1. — С. 123—128.
11. Теддер Ю. Р. Эколого-физиологическая значимость фтора в процессе адаптации организма к холоду : автореф. дис. ... д-ра мед. наук / Теддрер Ю. Р. — Архангельск, 1992. — 40 с.
12. Физиология системы крови. Физиология эритро-поэза : руководство по физиологии / отв. ред. В. Н. Черниговский. — Л. : Наука, 1979. — 415 с.
FUNCTIONAL PECULIARITIES OF RATS’ ERYTHRON SYSTEM BY CORRECTION OF MINERAL-VITAMIN COMPLEXES DEPENDING ON DIFFERENT FACTORS’ INFLUENCE
L. Е. Gromova, G. N. Degteva, N. А. Nazarenko,
V. V. Zashikhina
Northern State Medical University, Arkhangelsk
In the article, it has been shown that nutrition enriched by fluorine and ferrum with effect of cold, physical load and alcoholization at the background contributed to improvement of the experimental animals’ red blood indices.
Key words: cold, physical load, alcoholization, red blood, fluorine, ferrum.
