CC BY
29
УДК [599.325.1:615.777.9]-08:612.273.2(001.13)
А.Н. НУРМУХАМБЕТОВ , М.К. БАЛАБЕКОВА , М.К. ЖУКЕШЕВА , А.Е. АСКАРОВА , Д.Ж. БАТЫРБАЕВА , Р.Р. ТУХВАТШИН , А.А. АКАНОВ
1 КазНМУ им. С.Д. Асфендиярова, кафедра патофизиологии, Алматы, РК 2КГМА им. И.К. Ахунбаева, кафедра патофизиологии, Бишкек, КР
КОРРЕКЦИЯ ГЕМОТОКСИЧЕСКОГО ВЛИЯНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ПРИ ПОМОЩИ ГИПОКСИТЕРАПИИ
В работе исследовано влияние гипокситерапии на состояние периферической крови половозрелых крыс, затравленных свинцом и хромом. Установлено, что под влиянием соединений тяжелых металлов развивалась анемия, тогда как гипокситерапия существенно корригировала металлиндуцированное снижение показателя гематокрита, общего содержания гемоглобина крови, М^ и выраженный анизоцитоз у животных, получавших соединения ацетата свинца и бихромата калия.
Ключевые слова: тяжелые металлы, анемия, крысы, гипокситерапия, нормобарическая гипоксия
Воздействие солей тежелых металлов на систему крови характеризуете развитием анемии, в патогенезе
которой имеет значение угнетение и нарушение эритропоэза, сокращение продолжительности жизни эритроцитов. Развиваетсе смешаннае (гемическае и тканевае) гипоксие. При этом в организме активируятсе защитные механизмы, вклячаящие адаптация к металлиндуцированным повреждением (увеличение образование металлотионеинов) и гипоксии *1-9]. Актуальным евлеетсе нахождение новых путей коррекции металлиндуцированных поражений системы крови, направленных на активация саногенетических механизмов. В свези с этим представлеет интерес изучение влиение адаптации к нормобарической гипоксии на течение металлиндуцированных анемий у животных.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИа Работа выполнена в рамках международного проекта «Изучение гемотоксического влиение тежелых металлов и возможности активации защитно-приспособительных механизмов организма при помощи нормо- и гипобарической гипоксии у взрослых и старых животных в сравнении» (научный руководитель проф. А.А. Аканов) при финансовой поддержке Министерства образование и науки Республики Казахстан
Эксперименты выполнены на 30 белых крысах-самцах массой 180-220 г., содержавшихсе в стандартных условиех виварие на обычном пищевом рационе. Проведены 3 серии экспериментов: 1 серие -контрольные животные; 2 серие - половозрелые крысы, подвергавшиесе воздействия ацетата свинца (АС) и бихромата калие (БК); 3 серие - половозрелые крысы, подвергавшиесе воздействия АС БК
нормобарической гипоксии (гипоксие); В каждой серии и было по 10 животных. Ацетат свинца вводили перорально в дозе 15 мг/кг м.т., бихромат калие - 1 мг/кг м.т. в течение трех недель. Контрольным крысам вводили 0,9% раствор NaCl. В начале второй недели введение солей тежелых металлов крыс подвергали воздействия нормобарической гипоксии в течение 21
суток экспозицией один час. Модель нормобарической гипоксии создавали при помощи гипоксикатора, дозируящего поступление атмосферного воздуха с 10% содержанием кислорода. Дле этого гипоксикатор присоединели шлангом к баллону с азотом, второй шланг присоединели с ещиком (с выходным вентиллеционным отверстием) куда помещали опытных животных. Объем ещика был специально рассчитан на количество помещаемых крыс. Гематологические исследование проводили гематологическом
анализаторе (Sysmex 1000^ ааоние, 2010г.), где определели общий анализ крови, содержание гемоглобина, эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов. Контролем служили молодые крысы, получавшие эквивалентный обьем физиологического раствора NaCl. Забой животных производили под наркозом (хлороформ). Исследование проводились с соблядением норм и правил проведение экспериментов с участием животных (решение ЛЭК КазНМУ им. С.Д.Асфендиерова протокол №2 от 18.04.2013г.)
Процедуры статистического анализа выполнелись с помощья ППП SPSS-16. Значение уровне статистической значимости принималось в случаех р< 0,05. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Экспериментальным путем было изучено влиение соединений ацетата свинца (АС) и бихромата калие (БК) на гематологические показатели периферической крови опытных крыс. Так, под влиением соединений тежелых металлов гематокритный показатель периферической крови опытных крыс статистически значимо снижалсе на 32,8% (р=0,025, z=-2,240) (таблица1). При изучении состава форменных элементов крови было установлено, что под влиением АС и БК у опытных крыс развивалсе лейкоцитоз (среднее (СО) составлело 13,3(3,2) при 95% ДИ от 10,6 до 15,9 против 7,9(1,1) от 7 до 8,8 контроле). При этом, увеличение абсолятного и процентного содержание лимфоцитов не последовало, из чего можно сделать вывод, что содержание лейкоцитов повышалось за счет гранулоцитов.
Таблица 1 - Распределение гематокрита и среднего содержание форменных элементов в крови у животных, получавших ацетат свинца и бихромат калие
* М Moan КГМ а^ ЛИ М Moan КГМ q^ ЛИ xon 2 -Sampl e Test
HCT, % 10 41,3(5,2) 37,0 45,7 10 31,1(4,0) 27,7 34,4 0,025 ** z=-2,240
WBC (x103/|L) 10 7,9(1,1) 7,0 8,8 10 13,3(3,2) 10,6 15,9 0,017 ** z=-2,380
RBC (x106/|L) 10 7,7(1,0) 6,9 8,5 10 7,0(1,2) 6,0 8,0 0,327 **
HGB, (g/L) 10 128,6(5,2) 116,4 140,8 10 103,1(17,7) 88,3 117,9 0,05* * z=-1,960
PLT (x103/|L) 10 767,6(90,6) 691,8 843,4 10 721(2,4) 517,0 925,0 0,401 **
Лимфоциты (abs) 10 8,4(4,6) 4,5 12,2 10 8,0(1,5) 6,8 9,3 0,674 **
Лимфоциты (%) 10 79,4(5,1) 75,1 83,6 10 73,3(4,6) 69,4 77,2 0,093 **
примечание: *- НС1 (показатель гематокрита), wbc (общее число леикоцитов), RBC (общее число эритроцитов), HGB (концентрацие гемоглобина), PLT (общее число тромбоцитов), ** - по Wilkoxon 2 -Sample Test статистическае значимость по отношения к контроля
При этом в периферической крови крыс, затравленных соединениеми тежелых металлов, статистически значимо снижалсе уровень гемоглобина на 24,7% (М=103,1 при 95% ДИ от 88,3 до 117,9 против М=128,6 при 95% ДИ от 116,4 до 140,8 контроле) (р=0,05, z=-1,960).
Возвращаесь к гематокритному показателя, нам удалось установить, что несмотре на незначительное снижение общего количества эритроцитов (р=0,327) в крови у
опытных крыс, произошло статистически значимое снижение среднего объема эритроцитов в общем объеме пробы (М^) по сравнения с контролем на 20,4% (р=0,012, z=-2,521), при этом процент изменчивости показателей ширины распределение эритроцитов по объему (RDW-CV) был на 119,8% выше (р=0,012, z=-2,521) по сравнения с контрольными показателеми (таблица2). Последний факт указывал на выраженный анизоцитоз у опытных животных.
Таблица 2 - Распределение средних показателей объема эритроцитов в пробе, концентрации гемоглобина в эритроците и гемоглобина в крови у контрольных животных и у животных, подвергавшихсе воздействия воздействия соединений тежелых металлов
Элемешы крови * Контроль Металлы Wilkoxo n 2 - Sample Test
N Mean (SD) 93% ДИ N Mean (SD) 93% ДИ
MCV, fL 10 53,8(2,1) 52,1 55,5 10 44,7(2,3) 42,8 46,6 0,012** z=-2,521
МСНС, g/UL 10 31,2(0,6) 30,7 31,7 10 33,0(1,8) 31,5 34,5 0,042** z=-2,033
RDW-CV (%) 10 12,6(0,6) 12,0 13,0 10 27,7(1,8) 26,2 29,2 0,012 z=-2,521
примечание. - мсу-среднии обьем эршроцшов в общем обь эритроците, RDW-CV-ширина распределение эритроцитов по об значимость по отношения к контроля =!ме п >ъему робы, MCHC-среднее ; ** - по Wilkoxon 2 - концешра Sample Test цие 1емоиюиина в статистическае
Между тем, среднее концентрацие гемоглобина в эритроците (МСНС) у крыс, затравленных соединениеми тежелых металлов, статистически значимо превышала аналогичный показатель контроле на 6% (р=0,042, z=-2,033). Из вышеизложенного следует, что под влиением АС и БК у опытных крыс развиваетсе анемие.
Под влиением гипокситерапии гематокритный показатель крови затравленных АС и БК (опытных) крыс возвращалсе к контрольному уровня, превышае показатели некорригированных крыс с на 44,7% (р=0,017, z=-2,380) (таблицаЗ).
Таблица 3 - Распределение гематокрита и среднего содержание форменных элементов в крови у животных, подвергавшихсе воздействия соединений тежелых металлов и нормобарической гипоксии
№
Элементы крови *
Контроль М(СО)
-КВ-
Металлы
КВ, %
Металлы i
КВ, %
Wilkoxon 2
%
М(СО)
гипоксие М(СО)
Sample Test
1 HCT, % 41,3(5,2) 12,6 31,1(4,0) 12,9 45,0(8,4) 18,7 0 017**** Z=-2,380
2 WBC, (x103/|L) 7,9(1,1) 13,9 13,3(3,2) 24,1 6,5(3,1) 47,7 0 012**** Z=-2,521
3 RBC, (x106/|L) 7,7(1,0) 13,0 7,0(1,2) 17,1 5,7(0,7) 12,3 0,012** Z=-2,521 0,035**** Z=-2,103
4 PLT, (x103/|L) 767,6(90,6) 11,8 721(2,4) 0,3 738,5(87,4) 11,8 0 889****
5 Лимфоциты (abs) 8,4(4,6) 54,8 8,0(1,5) 18,8 4,9(1,6) 32,6 0 017**** Z=-2,380
6 Лимфоциты (%) 79,4(5,1) 6,4 73,3(4,6) 6,3 67,2(4,2) 6,2 0,012** Z=-2,521 0,050**** Z=-1,960
Примечание: *- НСТ (показатель гематокрита), WBC (о (общее число тромбоцитов) ** - по Wilkoxon 2 -Sample по отношения к металлу бщее число лейкоцитов), Test статистическаё знач RBC (общее число эритроцитов), PLT имость по отношения к контроля, **** -
По сравнения с некорригированными животными у опытных крыс под влиением гипокситерапии отмечалось статистически значимое снижение общего количества лейкоцитов в 2 раза (р=0,012, z=-2,521) за счет преимущественного снижение абсолятного содержание лимфоцитов на 63,3% (р=0,017, z=-2,380). По-видимому, трехнедельное гипоксическое прекондиционирование у опытных крыс приводило к активации адаптивных механизмов, что нивелировало действие металлов.
существенному повышения уровне гемоглобина в крови у опытных крыс. Так, если в периферической крови крыс, затравленных АС и БК, среднее (СО) значение уровне гемоглобина составлело 103,1 (17,7), то у опытных крыс с гипокситерапией - 155,9 (18,9), что превышало на 51,2% (р=0,012, 1=-2,521) уровень гемоглобина некорригированных особей (таблица4).
Таблица 4 - Распределение средних показателей объема эритроцитов в пробе, концентрации гемоглобина в эритроците и гемоглобина в крови у контрольных животных и у животных, подвергавшихсе воздействия соединений тежелых металлов и нормобарической гипоксии
элементы крови * контроль М(СО) КВ, % металлы М(СО) КВ, % металлы + гипоксиё М(СО) КВ, % wilkoxon 2 -Sample Test
1 MCV, fL 53,8(2,1) 3,9 44,7(2,3) 5,1 47,8(3,0) 6,3 0,017**** Z=-2,380
2 1 IGB, (g/L) 128,6(14,6) 54,5 103,1(17,7) 17,2 155,9(18,9) 11,5 0,012**** Z=-2,521
3 1 /1СНС, g/dL 31,2(0,6) 1,9 33,0(1,8) 5,4 33,5(2,0) 6,0 0,012** Z=-2,521 0,035**** Z=-2,103
4 1 ¡DW-CV, % 12,6(0,6) 4,8 27,7(1,8) 6,5 15,0(1,2) 8,0 0,889****
IIP ср W имечание: *- MCV-сред еднёё концентрациё гем lkoxon 2 -Sample Test ст ний объем эритр юглобина в эрит атистическаё зна оцитов в роците, R чимость эбщем объеме пробы, ньв-концентрациё гемоглос DW-CV-ширина распределениё эритроцитов по объ ю отношения к металлу ина, MCHC-ему; **** - по
Таким
корригировала металлиндуцированное снижение показателе гематокрита, общего содержание гемоглобина крови, М^ и выраженный анизоцитоз у животных, получавших соединение ацетата свинца и бихромата калие.
Несмотре на статистически значимое снижение на 22,8% (р=0,035, 1=-2,103) количества эритроцитов периферической крови опытных крыс, подвергавшихсе воздействия нормобарической гипоксии, отмечалось статистически значимое увеличение их среднего диаметра на 7% (р=0,017, 1=-2,380).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Charu Rajput, Shehla Najib, Tsering Norboo, Farhat Afrin, M.A. Qadar Pasha. Endothelin-1 gene variants and levels associate with adaptation to hypobaric hypoxia in high-altitude natives // Biochemical and Biophysical Research Communications. - 2006. -Vol. 341, Issue 4. -P. 1218-1224
Павлов А.Д., Морщакова Е.Ф., Румёнцев А.Г. Эритропоэз, эритропоэтин, железо. Молекулёрные и клинические аспекты. - Москва, "ГЭОТАР-Медиа". - 2011. - 299с.
Зязьков Г.Н., Дыгай, А.М., Гольдберг Е.Д. Реакции гранулоцитарного ростка кроветворениё и механизмы их развитиё при гипоксии разного генеза // Бяллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2005. - Т.139, № 3. - С. 254-258
1
2
3
4 Зязьков Г.Н., Абрамова Е.В., Дыгай А.М., Гольдберг Е.Д. Роль адренергических механизмов регулеции эритропоэза при гипоксии высокой степени тежести // Бяллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2005. - Т.140, № 7. - С. 18-23
5 Сазонтова Т. Г.,. Жукова А.Г,. Анчишкина Н.А и др. Фактор транскрипции HIF-1a, белки срочного ответа и резистентность мембранных структур в динамике после острой гипоксии // Вестник Российской Академии медицинских наук. - 2007, № 2. - C. 17-25
6 Левина А.А., Макешова А.Б., Мамукова Я.И. и др. Регулецие гомеостаза кислорода. Фактор, индуцированный гипоксией (HIF) и его значение в гомеостазе кислорода // Педиатрие журнал им. Г. Н. Сперанского. - 2009. - № 4, Том 88. - C. 92-97
7 Sang-Ging Ong, Derek J. Hausenloy. Hypoxia-inducible factor as a therapeutic target for cardioprotection // Pharmacology&Therapeutics. - 2012. -Vol. 136, Issue 1. - P.69-81
8 Wei Wei, Xiao Dan Yu. Hypoxia-inducible factors: Crosstalk between their protein stability and protein degradation // Cancer letters. - 2007. - Vol. 257, Issue 2. -P. 145-156
9 Xiyong Fan, Cobi J. Heijnen, Michael A. van der Kooij, Floris Groenendaal, Frank van Bel. The role and regulation of hypoxia-inducible factor-1a expression in brain development and neonatal hypoxic-ischemic brain injury // Brain Research Reviews. -2009. -Vol. 62, Issue 1. -P. 99-108
Э.Н. иш РМШ ХАМБЕТОВ, М.К- БАЛАБЕКОВА, М.К- ЖН КЕШЕВА, А.Е. АСКАРОВА, Д.Ж. БАТЫРБАЕВА,
Р.Р. ТУХВАТШИН, А.А. АМАНОВ
АУЫР МЕТАЛДАРДЫН ГЕМОТОКСИКАЛЫК ЭСЕР1Н ГИПОКСИТЕРАПИЯ АРКЫЛЫ ТН ЗЕТУ
Тн шн: Бщ л ж® мыста коргасын мен хроммен уланган ересек егеуад йры^трдьщ |анына гипокситерапиеныц acepi аны|талды. Ауыр металдар |осындыларыньщ эсершен анемие дамитыны, ал гипокситерапиеныц нэтижесiнде |оргасын мен хроммен уланган ересек егеущ> йры^трдыщ |анында гематокриттщ, гемоглобиннщ, MCV жэне анизоцитоздыц |алпына келетiндiгi аны|талды.
Тн йiндi сЭ здер: ауыр металдар, егеущ> йры|тар, анемие, гипокситерапие, нормобариелы| гипоксие
A.N. NURMUKHAMBETOV, M.K. BALABEKOVA, M.K. ZHUKESHEVA, A.E. ASKAROVA, D.ZH. BATYRBAEVA,
R.R. TUHVATSHIN, A.A. AKANOV
CORRECTION HEMOTOTOXIC EFFECT OF HEAVY METALS WITH HYPOXITHERAPY
Resume: The influence on the hypoxic state of the peripheral blood of adult rats poisoned with lead and chromium. Found that under the influence of heavy metals anemia , whereas hypoxic substantially corrected metallindutsirovannoe reduced hematocrit , total hemoglobin , MCV and anisocytosis pronounced in animals treated with compounds of lead acetate and potassium dichromate
Keywords: heavy metals , anemia , rats, hypoxic , normobaric hypoxia
