Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

HEMATOLOGIC INDICATION OF POLLUTION ENVIRONMENT

Enikeev D.A. 1 Khisamov E.N. 1 Enikeeva S.A. 1 Idrisova L.T. 1
1 Public Educational Institution of Higher Professional Training Bashkir State Medical Ministry of Health of Russia University
Проведено исследование состояния форменных элементов крови кроликов, содержавшихся в разных регионах Республики Башкортостан РФ с разным уровнем загрязнения окружающей среды химическими факторами малой интенсивности. Были выявлены негативные сдвиги в виде умеренно выраженного анемического синдрома со стороны эритрона, относительного нейтрофильного лейкоцитоза со сдвигом «влево», тромбоцитопения и увеличение времени свертывания крови у животных в условиях пребывания в городах с развитой химической промышленностью. Также было установлено угнетение ферментативной активности гемоглобина в эритроцитах, окислительных ферментов в лейкоцитах. Степень выраженности наблюдаемых изменений в крови согласуется высоким уровнем химического загрязнения окружающей среды в городах республики с по следующей прогрессией – г. Белебей, г. Уфа, г. Ишимбай, насыщенных с предприятиями нефтеперерабатывающего профиля. Сдвиги со стороны крови прогрессировали в местах содержания животных в следующей последовательности – пос. «Цех керамики», г. Белебей, г. Уфа, г. Ишимбай.
Research of a condition of uniform elements of blood of the rabbits containing in different regions of the Republic of Bashkortostan by the Russian Federation with different level of environmental pollution by chemical factors of small intensity is conducted. Negative shifts in the form of moderately expressed anemichesky syndrome from outside эритрона, relative neytrofilny лейкоцитоза with shift «to the left», thrombocytopenia and increase in time of a fibrillation at animals in the conditions of stay in the cities with the developed chemical industry were revealed. Also oppression of fermentativny activity of hemoglobin in erythrocytes, oxidizing enzymes in leukocytes was established. Degree of expressiveness of observed changes in blood will be coordinated by high level of chemical environmental pollution in the republic cities with on the following progression – Belebey, Ufa, Ishimbay sated with the enterprises of an oil processing profile. Shifts from blood progressed in places of the maintenance of animals in the following sequence – the settlement. «Ceramics shop», Belebey, Ufa, Ishimbay.
Republic of Bashkortostan
chemical pollution
blood system
1. Вarkov L.V., Kazantsova V.G., Timoschuk G.I., Tsirik G.N., Mikheeva L.N. Sostoyanie eritrotsitarnogo i leykotsitarnogo rostka sistemy krovi v usloviakh khimicheskogo zagryazneniya vozdukha // Gigena I sanitaria. 1982. 8. рр. 10–12.
2. Bodienkova G.M., Kabalova M.N., Davydova N.S., Ivaksina T.I., Ganicheva S.E. Zakonomernosti izmeneniy immunologicheskoy reaktivnosti naseleniya, prozhivaschego v promyshlennykh tsentrakh Pribaltiki // Pervyy Rossiskiy kongresspo patofiziologii. M.: 1996. рр. 236.
3. Gosudarstvennyy doklad o sostoyanii prirodnykh resursov I okruzhayusch sredy Respubliki Bashkortostan v 20012 g. Ufa: 2013. 367 р.
4. Pimenov YU. S vozrastnye normy pokazateley krovi I kostnogo mozga /Klin.labor. diagnostika. 1993. 1. рр. 3–14.
5. Petrov P.K. Matimatiko-statisticheskaya obrabotka rezultatov pedagogicheskikh issledovaniy. Izhevsk, 2006. 85 р.
6. Chasovykh N.YU., Ryazansova N.V., Novitskiy. Apoptoz I okislitelnyy stress. Tomsk, 2009. 148 р.
7. Vamato K.I., Kikushi Y. Stadies on micronuclei time response and on the effects of multiple treatments of mutagens on induction of micronuclei // J.bid. – 1981. Vol. 90. no. 2 рр. 163–166.

Экологический кризис планетарной экосистемы, естественно, обусловлен антропогенным загрязнением. Уровень загрязнения в географическом плане носит неравномерный характер. Среди относительно экологически благоприятных районов встречаются настоящие полигоны на выживаемость всего живого. К таким зонам экологического бедствия следует отнести и Республику Башкортостан (РБ), где доминирующим является химическое загрязнение окружающей среды.

Материал и методы исследования

Среди млекопитающих для биоиндикации были выбраны кролики породы «Шиншилла» (самцы, серой масти в возрасте 10–12 месяцев, время исследования – декабрь, январь, февраль). Биологическая индикация загрязнения окружающей среды в РБ осуществлялась по гематологическим показателям кроликов, содержавшихся в экологически благоприятном поселке Горный Чишминского района, а также в зонах с разной степенью химического загрязнения среды – поселке «Цех керамики» Благовещенского района и городах Белебее, Уфе, Ишимбае. Исследование крови проводилось с помощью гематологического анализатора, а статистическая обработка полученных данных – по программе «Статистика» М.О. Exсel (определение достоверности различий по t-критерию Стьюдента) [5].

Результаты исследования и их обсуждение

Количество эритроцитов в периферической крови животных, содержавшихся в пос. Горный, в среднем составляло 4,7•1012/л, что находится в пределах нормы. В остальных регионах были выявлены несколько иные статистически достоверные средние показатели: пос. «Цех керамики» – 4,3•1012/л; а в городах Белебей – 4,2•1012/л; Уфа – 4,1•1012/л; Ишимбай – 4,1•1012/л (таблица). Эти данные, отражающие дефицит эритрона, очевидно, являются результатом негативного действия химических факторов окружающей среды. Наблюдаемое в условиях химического загрязнения состояние относительной эритроцитопении, по-видимому, обусловлено изменением резистентности и регенеративного процесса в эритроне. Исходя из этого были изучены и другие показатели красной крови. Так, осмотическая стойкость эритроцитов у животных с дефицитом эритрона была несколько ниже. Если этот показатель у животных пос. Горный составлял 22,7 %, то в пос. «Цех керамики» – 20,2 % (Р < 0,05), а в городах Белебей – 19,8 % (Р < 0,05), Ишимбай – 19,1 %, Уфа – 18,1 % (Р < 0,05).

Аналогичные достоверные изменения были отмечены и со стороны среднего диаметра эритроцитов. Так, у животных, содержавшихся в пос. Горный, он соответствовал 6,6 мкм, в пос. «Цех керамики» – 6,9 мкм, г. Белебее – 7,1 мкм, г. Уфе – 7,2 мкм, г. Ишимбае – 7,1 мкм. Некоторое увеличение среднего диаметра эритроцитов у животных с эритроцитопенией, вероятно, связано с выходом в кровяное русло более молодых форм эритроцитов, что отражает оживление эритроцитопоэза. Изучение состояния ретикулоцитов также выявило признаки, указывающие на усиление репаративного процесса при дефиците эритрона. Так, у животных, содержавшихся в пос. Горный, количество ретикулоцитов в циркулирующей крови соответствовало 3,05 %, в пос. «Цех керамики» – 3,53 % (Р < 0,05), г. Белебее – 3,66 % (Р < 0,05), г. Уфе – 3,85 % (Р < 0,05), г. Ишимбае – 3,79 % (Р < 0,05).

Адекватные сдвиги, отражающие оживление эритроцитопоэза, наблюдались в ретикулоцитограмме. Процентное содержание различных видов ретикулоцитов в пос. Горный находилось в следующих отношениях. Так, венчикообразные составляли 0,1 %, глыбкообразные – 2,5 %, полносетчатые – 8,1 %, неполносетчатые – 24,1 % и пылевидные – 65,2 %. А в других регионах ретикулоцитограмма кроликов характеризовалась достоверным увеличением более молодых форм зернистых эритроцитов, особенно полносетчатых и глыбкообразных.

Средние показатели крови кроликов в разных регионах Республики Башкортостан (М ± m; n = 10; * – Р < 0,05 в сравнении с данными п. Горный)

Показатели крови

Пос. Горный

Пос. «Цех керамики»

Город Белебей

Город Уфа

Город Ишимбай

Эритроциты (•1012л)

4,7 ± 0,07

4,3 ± 0,06*

4,2 ± 0,08*

4,1 ± 0,06*

4,1 ± 0,08*

Осмотическaя стойкость эритроцитов - 0,5 Nacl (%)

22,7 ± 0,5

20,2 ± 0,6*

19,8 ± 0,4*

18,1 ± 0,6*

19,1 ± 0,6*

Cредний диаметр эритроцитов (мкм)

6,6 ± 0,12

6,9 ± 0,18*

7,2 ± 0,17*

7,2 ± 0,19*

7,1 ± 0,16*

Ретикулоциты (‰)

30,5 ± 0,8

35,3 ± 0,9*

36,6 ± 1,1*

38,5 ± 1,2*

37,9 ± 0,9*

Индекс сдвига ретикулоцитограммы

0,53 ± 0,01

0,72 ± 0,02*

0,83 ± 0,02*

0,98 ± 0,03*

0,94 ± 0,03*

Гемоглобин (г %)

11,8 ± 0,2

11,3 ± 0,3

11,4 ± 0,4

11,2 ± 0,4

11,1 ± 0,3

СГК гемоглобина

2,18 ± 0,04

1,9 ± 0,03*

1,8 ± 0,02*

1,7 ± 0,03*

1,6 ± 0,02*

Цветной показатель

0,74 ± 0,02

0,76 ± 0,01

0,81 ± 0,03*

0,82 ± 0,01*

0.82 ± 0,03*

Лейкоциты (•109 /л)

6,4 ± 0,2

7,8 ± 0,4*

8,1 ± 0,3*

8,4 ± 0.4*

8,3 ± 0,3*

Индекс сдвига лейкоцитограммы

0,02 ± 0,0004

0,065 ± 0,0006*

0,072 ± 0,0005*

0,15 ± 0,001*

0,11 ± 0,001*

Деструктивные лейкоциты (%)

0,8 ± 0,02

1,6 ± 0,04*

1,8 ± 0,02*

2,3 ± 0,04*

2,2 ± 0,04*

Лимфо-нейтрофильн. коэффициент

1,8 ± 0,04

1,65 ± 0,03*

1,64 ± 0,05*

1,61 ± 0,05*

1,6 ± 0,03*

СГК миелопероксидазы псевдоэозинофилов

2,9 ± 0,06

2,5 ± 0,05*

2,3 ± 0,04*

2,6 ± 0,05*

2,2 ± 0,04*

СГК щелочной фосфат. псевдоэоз

0,39 ± 0,008

0,33 ± 0,007*

0,28 ± 0,006*

0,31 ± 0,006*

0,29 ± 0,007*

СГК гликогена псевдоэозинофилов

2,29 ± 0,05

2,48 ± 0,04*

2,67 ± 0,04*

2,55 ± 0,04*

2,65 ± 0,06*

Тромбоциты (•109/л)

364,3 ± 8,3

285,3 ± 7,6*

265,4 ± 7,9*

248,7 ± 7,1*

244,9 ± 7,2*

Индекс сдвига тромбоцитограммы

0,013 ± 0,0003

0,041 ± 0,0007*

0,071 ± 0,001*

0,13 ± 0,002*

0,12 ± 0,002*

Время свертывания крови (мин)

3,08 ± 0,05

35 ± 0,04*

3,6 ± 0,03*

4,1 ± 0,06*

4,2 ± 0,07*

Эритроциты с микроядрами (‰)

4,7 ± 0,09

5,8 ± 0,08*

6,1 ± 0,72*

6,4 ± 0,14*

6,9 ± 0,16*

Индекс сдвига микронуклеограммы

0,34 ± 0,007

0,25 ± 0,005*

0,22 ± 0,006*

0,19 ± 0,006*

0,18 ± 0,005*

Эти сдвиги в большей степени были выражены в городах Уфа и Ишимбай и в несколько меньшей степени в Белебее и пос. «Цех керамики». У кроликов в г. Уфе венчикообразные ретикулоциты равнялись 0,9 %, глыбкообразные – 7,7 %, полносетчатые – 21,1 %, неполносетчатые – 20,7 %, пылевидные – 49,6 %. Индекс сдвига ретикулоцитограммы в зависимости от содержания 5 видов ретикулоцитов в разных пропорциях увеличивался в следующей последовательности: в пос. Горный – 0,53; пос. «Цех керамики» – 0,72 (Р < 0,05); г. Белебее – 0,83 (Р < 0,05); г. Ишимбае – 0,94 (Р < 0,05); г. Уфе – 0,98 (Р < 0,05).

Исследование содержания гемоглобина в крови животных различных регионов республики выявило различия в незначительном диапазоне. В пос. Горный среднее значение количества гемоглобина составило 11,8 г %, пос. «Цех керамики» – 11,3 г %, г. Белебее – 11,4 г %, Уфе – 11,2 г %, Ишимбае – 11,1 г %. Эти небольшие отличия при статистической обработке оказались недостоверными. Однако при гистохимическом изучении гемоглобина в эритроцитах было обнаружено достоверное снижение среднего гистохимического коэффициента (СГК) у животных, содержавшихся в пос. «Цех керамики» (1,9), г. Белебее (1,8), г. Уфе (1,7), г. Ишимбае (1,6) по сравнению с таковым в пос. Горный (2,18) (рисунок). Соответствующие сдвиги наблюдались и при определении цветного показателя.

Для выяснения наличия мутагенного эффекта химического окружения был использован эритроцитарный микроядерный тест. В различных регионах Республики Башкортостан у животных определялись концентрация эритроцитов в периферической крови с микронуклеолами и состояние микронуклеограммы. У кроликов, содержавшихся в пос. Горный, относительное число эритроцитов периферической крови с микронуклеолами в среднем равнялось 4,7 ‰. А в других регионах эти показатели имели достоверно большее выражение: в пос. «Цех керамики» – 5,8 ‰, г. Белебее – 6,1 %о, г. Уфе – 6,4 ‰ г. Ишимбае – 6,9 ‰. Разный уровень количественных значений был обнаружен и со стороны микронуклеограммы. В пос. Горный последняя имела следующие средние показатели: пылинки Вайденрайха – 5,1 %, штриховатость Негелли – 8,3 %, кольца Кабота – 12,4 %, тельца Говелл-Жоли – 74,2 %. В остальных регионах наблюдалось достоверное увеличение процентного содержания эритроцитов с тельцами Говелл – Жоли и снижение числа эритроцитов с микроядрами вида пылинок Вайденрайха, штриховатости Негелли и колец Кабота (таблица). Соответственно в этих регионах достоверно снижалось значение индекса сдвига микронуклеограммы. Так, в пос. Горный оно равнялось 0,34; пос. «Цех керамики» – 0,25; г. Белебее – 0,22; г. Уфе – 0,19; г. Ишимбае – 0,18.Следовательно, если считать, что средние значения цифровых данных микроядерного теста у животных, содержавшихся в пос. Горный, соответствуют спонтанной мутации, то в других регионах Республики Башкортостан cледует признать достоверное усиление процесса мутации в хромосомном аппарате, которое, очевидно, связано с неблагоприятным действием факторов окружающей среды [6, 7].

В периферической крови кроликов, содержавшихся в пос. Горный, количество лейкоцитов в среднем равнялась 6,4•109/л, что соответствовало общепринятой норме [4].

Аналогично красной крови в других регионах отмечались достоверные сдвиги и со стороны лейкоцитов (таблица) [1, 3]. Так, в пос. «Цех керамики» средняя концентрация лейкоцитов составляла 7,8•109/л, г. Белебее – 8,1•109/л, г. Ишимбае – 8,3•109/л и в г. Уфе – 8,4•109/л.

Параллельно изучалась и лейкоцитограмма. В пос. Горный она в среднем имела следующий вид: базофилы – 2,6 %, эозинофилы – 0,5 %, псевдоэозинофилы (юные – 0,6 %, сегментоядерные псевдоэозинофилы – 31,1 %, лимфоциты – 50,7 %, моноциты – 4,1 %, деструктивные лейкоциты – 0,8 %). В остальных регионах наблюдалось несколько большее количество псевдоэозинофилов, моноцитов, дегенеративных лейкоцитов и меньшее число базофилов, эозинофилов, лимфоцитов. Одновременно отмечалось некоторое омоложение среди псевдоэозинофильных лейкоцитов и лимфоидных клеток. Наиболее заметное различие средних данных лейкоцитограммы было обнаружено у животных, содержавшихся в г. Ишимбае: базофилы – 2,1 % (Р < 0,05), эозинофилы – 0,14 % (Р < 0,05), псевдоэозинофилы-юные – 0,7 % (Р < 0,05), палочкоядерные псевдоэозинофилы – 2,9 % (Р < 0,05), сегментоядерные псевдоэозинофилы – 30,7 % (Р < 0,05), лимфоциты – 42,3 % (Р < 0,05), моноциты – 7,2 % (Р < 0,05), деструктивные лейкоциты – 2,2 % (Р < 0,05). Определенные достоверные отличия были установлены со стороны лимфо-нейтрофильного коэффициента и индекса сдвига в лейкоцитограмме. Если эти показатели в пос. Горный в среднем равнялись 1,8 и 0,02, то в г. Ишимбае соответственно они составляли 1,6 и 0,11.

Таким образом, количественные показатели содержания лейкоцитов в крови и лейкоцитограммы у животных, содержавшихся в пос. Горный, находились в пределах нормы. В остальных регионах Республики Башкортостан были обнаружены умеренный псевдоэозинофильный лейкоцитоз со сдвигом лейкоцитограммы «влево» в следующей повышающей последовательности: пос. «Цех керамики», г. Белебей, г. Уфа, г. Ишимбай. Приводимые сдвиги со стороны белой крови, по-видимому, отражают стресс-реакцию организма на неблагоприятное воздействие.

Наряду с морфологическими особенностями изучалась гистохимическая активность лейкоцитов. Средний гистохимический коэффициент (СГК) миелопроксидазы в псевдоэозинофилах у животных, содержавшихся в пос. Горный, равнялся в среднем 2,9. В других регионах были обнаружены несколько меньшие величины этого показателя в следующей последовательности: г. Белебей – 2,6; пос. «Цех керамики» – 2,5; г. Уфа – 2,3; г. Ишимбай – 2,2.

СГК щелочной фосфатазы в псевдоэозинофильных лейкоцитах в пос. Горный составлял в среднем 0,39. В остальных регионах этот показатель находился достоверно на более низком уровне: пос. «Цех керамики» – 0,33; г. Белебей – 0,31; г. Ишимбай – 0,29; г. Уфа – 0,28. Средний гистохимический коэффициент (СГК) содержания гликогена в псевдоэозинофилах у животных, содержавшихся в пос. Горный, в среднем соответствовал 2,29. В других регионах средняя величина СГК содержания гликогена имела тенденцию к повышению в следующей последовательности: пос. «Цех керамики» – 2,48 (Р < 0,05); г. Белебей – 2,55 (Р < 0,05); г. Ишимбай – 2,65 (Р < 0,05); г. Уфа – 2,67 (Р < 0,05) (рисунок). Следовательно, средние величины СГК этих веществ в лейкоцитах животных, содержавшихся в пос. Горный, отражают более удовлетворительное состояние окислительно-восстановительных процессов в белой крови, чем в остальных регионах. Снижение активности метаболитических реакций в лейкоцитах у животных, находившихся в пос. «Цех керамики», г. Белебее и особенно в г. Уфе и г. Ишимбае, по-видимому, связано с ухудшением природной среды вследствие химического загрязнения. Количество кровяных пластинок в периферической крови кроликов пос. Горный в среднем составляло 364•109/л. В других регионах эта величина была достоверно ниже: в пос. «Цех керамики» – 285•109/л; Белебее – 265•109/л; Уфе – 248•109/л; Ишимбае – 244•109/л (таблица). Относительное содержание различных видов тромбоцитов в тромбоцитограмме у животных пос. Горный имело следующее значение: юные – 1,19 %, зрелые – 87,1 %, старые – 4,1 %, формы раздражения – 7,6 %. В остальных регионах имело место снижение количества зрелых, старых и соответственно увеличение относительного числа юных форм раздражения тромбоцитов. Эти сдвиги в большей степени были выражены в городах Ишимбае, Уфе и несколько в меньшей степени в пос. «Цех керамики» и г. Белебее. Например, в г. Уфе юные составляли – 9,3 % (Р < 0,05), зрелые – 71,2 % (Р < 0,05), старые – 3,8 % (Р < 0,05), формы раздражения – 15,7 % (Р < 0,05). Индекс сдвига тромбоцитограммы, который определялся отношением юных форм к остальным видам тромбоцитов, у животных, содержавшихся в пос. Горный, равнялся в среднем 0,012, в пос. «Цех керамики» – 0,035 (Р < 0,05), г. Белебее – 0,059 (Р < 0,05), г. Уфе – 0,1 (Р < 0,05), г. Ишимбае – 0,1 (Р < 0,05).

pic_1.wmf

Гистохимическая активность (СГК) в форменных элементах крови (усл. ед.). Ряд 1 – СГК гемоглобина. Ряд 2 – СГК миелопероксидазы в псевдоэозинофилах. Ряд 3 – СГК щелочной фосфатазы в псевдоэозинофилах. Ряд 4 – СГК гликогена в псевдоэозинофилах; 1 – пос. Горный; 2 – пос. «Цех керамики»; 3 – г. Белебей; 4 – г. Уфа; 5 – г. Ишимбай

Таким образом, количество тромбоцитов и тромбоцитограмма у животных, находившихся в пос. Горный, соответствовали общепринятым нормам [4]. А в других регионах Республики Башкортостан отмечалась относительная тромбоцитопения со сдвигом тромбоцитограммы «влево».

Изучение показателя времени свертывания крови также выявило разницу между животными, содержащимися в пос. Горный и в остальных регионах. Так, у кроликов в пос. Горный время свертывания крови в среднем равнялось 3,08 мин. В остальных регионах отмечалось достоверное увеличение этого показателя в следующей последовательности: пос. «Цех керамики» – 3,5 мин, г. Белебей – 3,6 мин, г. Уфа – 4,1 мин, г. Ишимбай – 4,2 мин (таблица).

Выводы

  1. Изучение влияния на организм химических факторов малой интенсивности окружающей среды в промышленных городах Республики Башкортостан выявило вполне определенные негативные сдвиги в параметрах гематологических показателей. Достоверные изменения со стороны красной крови отражали преобладание процесса эритродиэреза по сравнению с эритроцитопоэзом, что приводило к отрицательному балансу в виде анемического синдрома.
  2. Развитие гипоксического уровня в метаболитических процессах организма в условиях загрязнения окружающей среды также обусловливало повышение лейкемоидной реакции как отражение стресс-раздражения. В то же время снижение показателей окислительных процессов в лейкоцитах указывает на риск развития иммунодефицита.
  3. Сочетание снижения количества кровяных пластинок с одновременным повышением индекса левого сдвига тромбоцитограммы у животных, содержавшихся в городских условиях, указывало на негативное действие химических факторов среды на мегакариоцитарно-тробоцитарное звено системы крови, что проявилось в виде увеличения времени свертывания крови.

Рецензенты:

Миннибаев М.М., д.м.н., профессор кафедры патофизиологии, ГБОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет», г. Казань;

Фролов Б.А., д.м.н., зав. кафедрой патофизиологии, Оренбургская государственная медицинская академия, г. Оренбург.

Работа поступила в редакцию 25.09.2014.