CC BY
31
ДРУГИЕ РАЗДЕЛЫ МЕДИЦИНЫ
УДК 615.9:547.562.33:612.11:532.379-092.9 © И.Р. Габдулхакова, А.Ф. Каюмова, О.В. Самоходова, 2016
И.Р. Габдулхакова, А.Ф. Каюмова, О.В. Самоходова ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ДОЗ ПОЛИХЛОРИРОВАННЫХ БИФЕНИЛОВ НА СОСТОЯНИЕ СПОНТАННОЙ И ИНДУЦИРОВАННОЙ ИММУНОГЛОБУЛИНОМ ЛЮМИНОЛЗАВИСИМОЙ ХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ ЦЕЛЬНОЙ КРОВИ ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Уфа
Полихлорированные бифенилы (ПХБ) входят в группу химических веществ, определяемых как стойкие органические загрязнители (СОЗ). ПХБ являются высокотоксичными органическими соединениями, которые надолго сохраняются в окружающей среде и накапливаются в жиросодержащих компонентах.
Целью нашего исследования явилось изучение состояния спонтанной и индуцированной иммуноглобулином люминол-зависимой хемилюминесценции (ХЛ) цельной крови при введении в организм крыс различных доз ПХБ. Анализ полученных данных по ХЛ цельной крови свидетельствовал о том, что в обеих группах (0,05 ЛД50 и 0,025 ЛД50) произошло снижение уровня интенсивности спонтанного и стимулированного свечений клеток. При воздействии ПХБ определялся низкий уровень резервных возможностей неспецифической защиты организма крыс. Как известно, ХЛ фагоцитирующих клеток крови отражает их функциональное состояние и связана с бактерицидной активностью. Снижение интенсивности ХЛ лейкоцитов крови наблюдается при иммунодефицитных состояниях, в том числе и при воздействии ПХБ на организм крыс, когда способность нейтрофилов к продукции супероксидных радикалов резко нарушена. Все эти изменения вызывают срыв в антиоксидантной системе защиты клеток и способствуют повреждению фагоцитов.
Ключевые слова: полихлорированные бифенилы, люминолзависимая хемилюминесценция, фагоциты, периферическая кровь, крысы.
I.R. Gabdulkhakova, A.F. Kayumova, O.V. Samokhodova THE EFFECT OF DIFFERENT DOSES OF PCBS ON THE CONDITION OF SPONTANEOUS AND INDUCED IMMUNOGLOBULIN LUMINOL-DEPENDENT CHEMILUMINESCENCE OF WHOLE BLOOD
Polychlorinated biphenyls (PCBs) are a group of chemicals identified as persistent organic pollutants (POPs). PCBs are highly toxic organic compounds, which can persist in the environment for a long time and accumulate in the of fat-containing components.
The aim of our study was to examine the state of spontaneous and induced immunoglobulin luminol-dependent chemilumines-cence (CL) of whole blood when administered to rats different doses of PCBs. The analysis of the data obtained by chemilumines-cence of whole blood showed that in both groups (LD50 of 0.05 and 0.025 LD50) the intensity of spontaneous and stimulated luminescence of the cells decreased. When exposed to PCBs low level of reserve possibilities of nonspecific protection of rats' organism was determined. As it is known, chemiluminescence of phagocytic blood cells reflect their functional status and is associated with bactericidal activity. The decrease in chemiluminescence intensity of blood leukocytes is observed in immunodeficient states, including the effects of PCBs on the rat organism, when the ability of neutrophils to produce superoxide radicals is arrested. All these changes cause breakdown in the antioxidant system to protect cells and contribute to the damage of the phagocytes.
Key words: polychlorinated biphenyls, luminol-dependent chemiluminescence, phagocytes, peripheral blood, rats.
Одной из актуальных проблем современности, с которой человечество вступило в XXI век, являются выбросы в окружающую среду стойких органических загрязнителей (СОЗ). Ярким представителем СОЗ являются полихлорированные бифенилы (ПХБ), обладающие значительной токсичностью. Отдаленные последствия их действия даже в малых дозах связаны с иммуно-, гепато-, гонадо-и эмбриотоксическим эффектом [1,2,4,5,8]. В механизме развития этих нарушений имеют значение повреждение иммунокомпетентных клеток, нарушение процессов неспецифической резистентности, ускорение процессов запрограммированной клеточной гибели, активации свободно-радикального окисления липидов биологических мембран, что неизбежно приводит к развитию синдрома перок-сидации [3,5].
Как известно, фагоцитирующие клетки -макрофаги, моноциты, нейтрофилы - выполняют главную роль в защите организма. Наработка высокоактивных кислородных продуктов и активация гексомонофосфатного пути окисления являются основными механизмами, посредством которых фагоциты проявляют противо-бактерицидную активность. Для оценки дыхательной активности этих клеток используется хемилюминесцентный метод (возникновение свечения в реакциях с активными кислородными продуктами). Особый интерес вызывает лю-минолзависимая ХЛ иммунокомпетентных клеток. Собственная или спонтанная ХЛ низкой интенсивности, сопровождающая процесс образования и неферментативных превращений супероксидных радикалов, резко усиливается в присутствии люминола. Причем ХЛ люминола наблюдается только в том случае, если наряду с
супероксидными радикалами в среде образуются радикалы гидроксила [3,6]. Изучение реакции различных физиологических систем человека, в частности крови, на воздействие ПХБ является одной из актуальных медико-биологических проблем современности.
Цель работы - изучение активности спонтанной и индуцированной иммуноглобулином люминолзависимой хемилюминесцен-ции (ЛЗХЛ) цельной крови при воздействии на организм крыс различных доз ПХБ.
Материал и методы
Для изучения процессов свободноради-кального окисления использовали регистрацию хемилюминесценции, возникающую при рекомбинации свободных радикалов. Свечение измеряли на установке ХЛ-003, изготовленной в межвузовской лаборатории технических систем медико-биологических исследований Башкирского государственного медицинского и Уфимского государственного авиационного технического университетов. Прибор включен в отраслевой регистр "Медицинская промышленность России и стран СНГ". Для оценки состояния свободно-радикального окисления in vivo использовался метод измерения спонтанной и индуцированной иммуноглобулином люминолзависи-мой хемилюминесценции (ЛЗХЛ) цельной крови [3,6]. Кинетика хемилюминесценции регистрировалась с помощью компьютерного интерфейса. Весь процесс измерения ХЛ и обработка результатов проводились в автоматическом режиме, что позволило повысить точность и объективность получаемой информации. Программа определяла следующие параметры хемилюминесценции: светосумму, спонтанную светимость, вспышку, максимальную светимость и наклон кривой. В качестве наиболее информативных показателей ХЛ были взяты светосумма SS и максимальная амплитуда медленной вспышки I. Как известно, спонтанное свечение характеризует интенсивность образования свободных радикалов (СР) до введения катализатора. Светосумма ХЛ - это параметр, определяющий способность липидов ткани подвергаться окислению и соответствующий количеству образовавшихся перекисных радикалов на один ион железа. Величины хемилюминес-центных показателей выражали в условных единицах.
Исследование проведено на 75 белых беспородных половозрелых крысах (самцах) массой 180-250 г. Экспериментальную модель интоксикации создавали путем введения в желудок крысам ПХБ (совол) на растительном
масле ежедневно в течение 28 дней. В зависимости от дозы ПХБ животные подразделялись на группы: 1-я группа получала ПХБ в дозе 300 мг/кг (0,05 ЛД50), 2-я - 150 мг/кг (0,025 ЛД50). Контрольной группе крыс растительное масло вводили в том же количестве, в каком его получали экспериментальные крысы. Для исследования у крыс брали кровь из хвостовой вены. Забор материала проводили на 1-, 14- и 28-e сутки эксперимента. Для обработки полученных данных использовали программный пакет STATISTICA for Windows.
Изучение спонтанного и индуцированного люминолзависимого свечения цельной крови представляло особый интерес. Известно, что интенсивность ХЛ-ответа фагоцитов крови коррелирует с их фагоцитарной и антибактериальной активностью, в частности интенсивность стимулированного свечения раскрывает их потенциальные возможности функциональной активности [3,5]. В группе с дозой 0,05 ЛД50 светосумма (SS) свечения спонтанной ХЛ на 1 -е сутки составила 1,66±0,17; р<0,01; во 2-й группе с дозой 0,025 ЛД50 - 1,84±0,17; р<0,0001. К концу эксперимента (28-е сутки) в группе с дозой 0,05 ЛД50 уровень спонтанной ХЛ составил 1,45±0,09; p<0,000; в группе с дозой 0,025 ЛД50 -1,48±0,03; p<0,0001. В ходе эксперимента мы наблюдали снижение уровня интенсивности спонтанного свечения клеток во все сроки исследования. Исключение составили 14-е сутки эксперимента, когда уровень интенсивности спонтанного свечения клеток приблизился к контролю - 2,69±0,05. Уровень стимулированной ХЛ в группе с дозой 0,05 ЛД50 определялся следующим образом: 1-е сутки 2,32±0,15; p<0,0001; 14-е - 2,48±0,09; p<0,0001; 28-е - 1,89±0,22; p<0,0001. В группе с дозой 0,025 ЛД50 значения стимулированной ХЛ были следующими: 1-е сутки - 1,92±0,18; p<0,0001; 14-е - 4,32±1,11; p<0,0001; 28-е -1,46±0,2; p<0,0001. Итак, в 1-й и 2-й группах произошло резкое снижение интенсивности SS стимулированной ЛЗХЛ.
При рассмотрении ЛЗХЛ цельной крови представлялось целесообразным исследовать резервные возможности фагоцитирующих клеток крови [6]. Абсолютную величину резервных возможностей фагоцитов раскрывает разница между индуцированной (Iind) и спонтанной максимальной интенсивностью свечения (Isp) крови [3]. Показатели максимальной интенсивности свечения (I) ЛЗХЛ цельной крови при интоксикации ПХБ представлены в таблице. Однако для полной характеристики резервных возможностей фагоцитов необхо-
димо иметь представление о емкости этого резерва. В связи с этим для оценки емкости резерва функциональной активности фагоцитов крови применялась формула [7], показывающая кратность отношения резерва к спонтанному свечению:
„ _ 1тс1 —
I '
'зр
где Х - соотношение резерва функциональной активности к спонтанному свечению фагоцитов крови;
1та - максимальная интенсивность свечения индуцированной крови;
Ьф - максимальная интенсивность свечения спонтанной крови.
Как следует из анализа данных, к концу эксперимента (28-е сутки) относительная емкость резерва функциональной активности
Анализ полученных данных по ЛЗХЛ цельной крови свидетельствовал о том, что в обеих группах (0,05 ЛД50 и 0,025 ЛД50) произошло снижение уровня интенсивности спонтанного и стимулированного свечения клеток во все сроки исследования. Исключение составили 14-е сутки эксперимента, когда уровень интенсивности спонтанного свечения клеток приблизился к контролю. Таким образом, приведенные данные хемилюминесценции спонтанной и стимулированной цельной крови указывали на то, что в группах с дозами 0,05 ЛД50 и 0,025 ЛД50, определялся очень низкий уровень резервных возможностей неспецифической защиты организма крыс. Нарушение способности фагоцитов к генерации активных форм кислорода (АФК), которое проявлялось глубоким угнетением спонтанной и индуцированной ЛЗХЛ, мы связываем как с количественными, так и с качественными изменениями в лейкоцитах. Так, проведенные нами ранее эксперименты показали, что существует зависимость между лейкопенией и уменьшением интенсивности спонтанной и индуцированной ЛЗХЛ фагоцитов в 1-е сутки исследования. В дальнейшем на 14-е сутки выявлялась нормализация количества лейкоцитов, сопровожда-
фагоцитов крови в 1-й (0,05 ЛД50) группе составила всего лишь 9,78%; в группе с дозой 0,025 ЛД50 - 3,04%, при контроле 100%.
ХЛ фагоцитирующих клеток крови отражает их функциональное состояние и связана с бактерицидной активностью. Известно, что снижение интенсивности ЛЗХЛ лейкоцитов крови наблюдается при диабете, дефиците миелопероксидазы, хроническом гранулома-тозе и других иммунодефицитных состояниях, когда способность нейтрофилов к продукции супероксидных радикалов резко нарушена. Бактериальное воспаление, напротив, сопровождается повышением генерации АФК, вызванной стимуляцией фагоцитоза, при этом угнетение ЛЗХЛ фагоцитов является неблагоприятным прогностическим признаком, указывающим на подавление неспецифического иммунитета [6,7].
Таблица
ющаяся восстановлением функциональной активности фагоцитов. В то же время мы наблюдали качественные изменения в лейкоцитах периферической крови - уменьшение активности СДГ, гиперактивацию гидролитических ферментов, отвечающих за степень гипоксиче-ского повреждения ткани и дестабилизацию лизосомальных мембран; увеличение активности пероксидазы, катализирующей в присутствии перекиси водорода окисление различных специфических субстратов, включая некоторые ароматические соединения [4].
Воздействие ПХБ в течение 28 суток привело к общей дисрегуляции и дизадапта-ции организма крыс, к нарушениям клеточных структур лейкоцитов и их функциональных возможностей. Прежде всего это истощение резервных возможностей организма крыс на разных уровнях - от клеток до систем органов, проявляющееся невозможностью поддерживать нормальный гомеостазис и восстанавливать повреждаемые в процессе жизнедеятельности структуры клеток и тканей. За сохранение жизнедеятельности клеткам приходилось расплачиваться утратой какой-либо части своих функций. В первую очередь утрачивалась способность специализированных
Максимальная интенсивность свечения (I) ЛЗХЛ цельной крови при интоксикации ПХБ (М±т, р, у. е.)
Группы Максимальная интенсивность свечения спонтанной крови (18р) Максимальная интенсивность свачения индуцированной крови (1^)
1-е сутки 14-е сутки 28-е сутки 1-е сутки 14-е сутки 28-е сутки
0,05 ЛД50 0,52±0,11 0,53±0,04 0,33±0,05 р<0,01 0,69±0,06 р<0,0001 0,65±0,07 р<0,0001 0,48±0,06 р<0,0001
0,025ЛД5О 0,43±0,02 р<0,001 0,58±0,04 0,34±0,01 р<0,001 0,45±0,03 р<0,0001 1,03±0,2 р<0,0001 0,39±0,03 р<0,0001
Контроль 0,68±0,03 0,68±0,03 0,68±0,03 3,81±0,38 3,81±0,38 3,81±0,38
Примечание. р - по отношению к данным контрольной группы.
реакций, а в дальнейшем происходил перевод метаболических процессов на другие биохимические пути с преобладанием реакций мик-росомального и перекисного окисления и
накоплением в последующем свободных радикалов. Все эти изменения приводили к срыву в антиоксидантной системе защиты клеток и способствовали повреждению фагоцитов.
Сведения об авторах статьи: Габдулхакова Ирина Рашидовна - к.м.н., доцент кафедры нормальной физиологии ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3. E-mail: [email protected].
Каюмова Алия Фаритовна - д.м.н., профессор, зав. кафедрой нормальной физиологии ГБОУ БГМУ Минздрава России. Адрес: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3. E-mail: [email protected].
Самоходова Оксана Владимировна - к.м.н., доцент кафедры нормальной физиологии ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3.
ЛИТЕРАТУРА
1. Габдулхакова, И.Р. Морфологические изменения в тканях крыс при введении полихлорированных бифенилов и при коррекции оксиметилурацилом / И.Р. Габдулхакова, Ф.А. Каюмов, А.Ф. Каюмова // Моделирование биологических и медицинских систем. -Вып. 1. - Уфа, 2014. - С. 28-36.
2. Гайнуллина, А.А. Клеточный состав лейкоцитарной формулы у крыс при воздействии различных доз ПХБ / А.А. Гайнуллина, И.Р. Габдулхакова, А.Ф. Каюмова // Актуальные вопросы физиологии, патофизиологии и психологии: сб. науч. ст. Международной заочной научно-практической конференции. - Уфа: Изд-во БГПУ, 2014. - С. 8-11.
3. Владимиров, Ю.А. Физико-химические основы фотобиологических процессов / Ю.А. Владимиров. - М.: Наука, 1989. - С. 157-183.
4. Сабирова, И.Р. Лейкопоэз и лейкоциты периферической крови при воздействии полихлорированных бифенилов: автореф. дисс. ... канд. мед. наук. - Тюмень, 2004. - 22 с.
5. Мышкин, В.А. Полихлорированные бифенилы: моделирование и патогенез гепатотоксического действия / Мышкин В.А., Ени-кеев Д.А., Ибатуллина Р.Б // Вестник Российской академии естественных наук. - 2007. - № 2. - С. 46-51.
6. Фархутдинов, Р.Р. Свободнорадикальное окисление и перспективы использования хемилюминесцентных методов анализа в экологических системах / Р.Р. Фархутдинов, В.А. Васюк, В.А. Лиховских // Здравоохранение Башкортостана. - 2001. - N° 4. - С. 63-67.
7. Фролов, В.М. Применение хемилюминесценции для прогнозирования гнойно-воспалительных осложнений при роже и ангине / В.М. Фролов, Н.А. Пересадин, Г.М. Ларионов // Клиническая лабораторная диагностика. - 1993. - № 3. - С. 29-31.
8. Grimm F.A. Metabolism and metabolites of polychlorinated biphenyls (PCBs) / F.A. Grimm [et al.] // Crit Rev Toxicol. - 2015. - Vol. 45(3). - P. 245-272.
УДК 616.61-002.151: 616. 152-057.12 © Коллектив авторов, 2016
Г.М. Хасанова1,2, В.А. Катаев1, Д.А. Валишин1, А.Н. Хасанова1, А.В. Музыченко1 СЫВОРОТОЧНЫЙ УРОВЕНЬ ВИТАМИНОВ У РАБОЧИХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ ГОРОДА УФЫ, ПЕРЕНЕСШИХ ГЕМОРРАГИЧЕСКУЮ ЛИХОРАДКУ С ПОЧЕЧНЫМ СИНДРОМОМ
'ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет»
Минздрав России, г. Уфа 2ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный университет», г. Уфа
Цель исследования - изучить содержание витаминов с антиоксидантными свойствами в сыворотке крови рабочих промышленных предприятий в разные периоды геморрагической лихорадки с почечным синдромом (ГЛПС) и в течение года после заболевания. Под наблюдением находились 104 мужчины в возрасте 20-49 лет, больные ГЛПС, рабочие промышленных предприятий, находящиеся на лечении в городских клинических больницах № 4 и № 13, а затем на диспансерном наблюдении в поликлинических отделениях больницы №13. С ГЛПС средней тяжести был 51 человек, тяжелой формы - 53 человека. Определение витаминов Е, А, в-каротина в сыворотке крови проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). В олигурическом периоде отмечается наименьшая концентрация токоферола, ретинола и ка-ротиноидов. В период полиурии наблюдается повышение содержания данных витаминов. Но даже через год после тяжелой формы ГЛПС концентрация изучаемых витаминов в крови была достоверно ниже, чем в контрольной группе.
Ключевые слова: геморрагическая лихорадка с почечным синдромом, содержание токоферола, ретинола, каротинои-дов в сыворотке крови.
G.M. Khasanova, V.A. Kataev, D.A. Valishin, A.N. Khasanova, A.V. Muzychenko VITAMINS LEVEL IN WORKERS OF INDUSTRIAL PLANTS OF UFA AFTER HEMORRHAGIC FEVER WITH RENAL SYNDROME
The aim of the given research is to study antioxidant vitamins level in workers of industrial plants through different periods of hemorrhagic fever with renal syndrome (HFRS) and also a year after the disease. 104 male workers of industrial plants aged 20-49 suffering from HFRS were treated in Ufa hospitals (№ 4 and № 13) and then were followed-up in the city policlinic № 13. Among them 51 men suffered from moderate form of HFRS and 53 men suffered from severe form of HFRS. Vitamins A, E and в carotene identification in blood serum was performed by HPLC method (high performance liquid chromatography). The least tocopherol and retinol concentration has been recorded during oliguric period. In polyuria period the given vitamins concentration has been increased. But even a year after severe form of HFRS the given vitamins concentration was significantly lower than in a control group.
Key words: hemorrhagic fever with renal syndrome, tocopherol, retinol and lipochrome concentration in blood serum.
