Свинец - высокотоксичный тяжелый металл, широко распространенный в окружающей среде, особенно в городах с развитой промышленностью и автомобильным транспортом.
В настоящее время установлено, что одним из патогенетических механизмов токсического действия свинца является избыточная активация эндогенных механизмов генерации свободных радикалов и нарушение нормального функционирования системы антиоксидантной защиты (АОЗ), развитие окислительного стресса [10, 13]. Реакции перекисного окисления липидов (ПОЛ) являются свободнорадикальными и постоянно происходят в организме, этот процесс представлен практически во всех органах и тканях млекопитающих. Активные формы кислорода, образуемые в процессе ПОЛ, обеспечивают цитотоксическое действие фагоцитов [5], являются механизмом регуляции процесса деления клеток [11], обеспечивают модуляцию апоптоза [1] и др. Однако избыточное образование свободных радикалов, возникающее в результате действия прооксидантов, приводит к повреждениям в структуре ДНК, белков и различных мембранных структур клеток. К ферментам, защищающим клетки от действия активных форм кислорода, относят глутатионпероксидазу, супероксиддисмутазу и каталазу. Глутатионпероксидаза - важнейший фермент системы антиоксидантной защиты, восстанавливает гидропероксиды липидов в составе мембран, в качестве кофермента использует селен, при недостатке которого активность антиоксидантной защиты снижается. Учитывая экспериментальные данные, демонстрирующие протекторные свойства селена против токсичности некоторых тяжелых металлов, а также несомненную роль этого микроэлемента в механизмах поддержания окислительного гомеостаза [6, 12], актуальным является исследование защитных свойств селена в отношении токсического действия свинца.
Цель исследования. Изучение влияния селенита натрия на лейкоциты периферической крови и систему перекисного окисления липидов - антиоксидантной защиты в условиях свинцовой интоксикации.
Материалы и методы исследования
Исследования проведены на 36 крысах-самцах линии Вистар с исходной массой 120-130 г. Животные содержались по 6 особей в клетке в стандартных условиях при температуре 20-22 °С и естественном световом режиме на стандартном рационе вивария и получали питьевую воду без ограничений.
Для индукции свинцовой интоксикации животные получали ацетат свинца ежедневно через зонд в дозе 10 мг/кг веса в течение 12 недель. В каждой серии экспериментов животных делили на три группы: I группа служила интактным контролем, животные II группы получали ацетат свинца ежедневно через зонд в дозе 10 мг/кг веса, III группа получала наряду с ацетатом свинца селенит натрия в дозе 4 мг/л в течение всего эксперимента [7].
С целью изучения возможного механизма протекторной способности селенита натрия, в отношении повреждающего действия ацетата свинца на лейкоциты периферической крови до начала введения ацетата свинца и спустя 12 недель у животных под фторотановым наркозом брали кровь из сердца в объеме 5 мл с антикоагулянтом (гепарин).
В крови определяли количество лейкоцитов при помощи гематологического анализатора ERMA PCE-210, лейкоцитарную формулу подсчитывали в мазках, окрашенных по Романовскому-Гимза [2]. Интенсивность перекисного окисления липидов оценивали по концентрации малонового диальдегида (МДА) [3] в эритроцитах и по концентрации гидроперекисей (ГП) [9] в сыворотке крови. Состояние антиоксидантной системы оценивали по активности каталазы [9] и супероксиддисмутазы (СОД) [8] и глутатионпероксидазы [4].
Статистическая обработка полученных результатов выполнена с помощью программы «Statistica 6.0». Для оценки достоверности различий между группами использовали тест Манна-Уитни. Достоверными считались различия при p < 0,05.
Результаты исследования и их обсуждение
В результате проведенного исследования получены следующие данные. Воздействие свинца на крыс Вистар в течение 12 недель приводило к снижению абсолютного количества лейкоцитов периферической крови по сравнению с показателем в интактной группе в 1,2 раза (p < 0,05). При исследовании лейкоцитарной формулы наблюдалось значимое снижение относительного количества сегментоядерных нейтрофилов в группе, подвергавшейся изолированному действию свинца 1,8 раза (p < 0,05). В группе крыс, получавшей наряду с ацетатом свинца селенит натрия, количество лейкоцитов достоверно не отличалось от группы интактного контроля. Добавление селенита натрия в рацион животных на фоне свинцовой интоксикации ослабляло токсическое действие свинца по показателю общего количества лейкоцитов в периферической крови, а также относительному количеству нейтрофилов, что проявлялось в достоверно меньшем угнетении этих показателей у крыс, подвергавшихся сочетанному воздействию (табл. 1).
Таблица 1
Влияние селенита натрия на показатели лейкоцитарной формулы крыс в условиях хронической свинцовой интоксикации
|
Группы
Показатели |
Группа I Интактные животные (n = 12) |
Группа II Pb 10 мг/кг веса (n = 12) |
Группа III Pb 10 мг/кг веса + Se 4 мг/л (n = 12) |
|
|
Лейкоциты, *109/л |
8,2 ± 1,2 |
6,9 ± 1,3* |
8,9 ± 1,8# |
|
|
Нейтрофилы, % |
п/я |
2,2 ± 1,3 |
1,0 ± 0,5 |
2,4 ± 0,5 |
|
с/я |
26,0 ± 3,4 |
14,8 ± 1,7* |
25,4 ± 4,4# |
|
|
Эозинофилы, % |
6,6 ± 3,9 |
5,6 ± 3,1 |
5,0 ± 2,0 |
|
|
Базофилы, % |
- |
- |
- |
|
|
Моноциты, % |
2,0 ± 1,0 |
3,0 ± 2,7 |
3,2 ± 1,0 |
|
|
Лимфоциты, % |
63,2 ± 8,6 |
75,6 ± 6,4* |
64,0 ± 3,2# |
|
Примечания:
Показатели достоверны при p < 0,05;
* - достоверно по отношению к I группе;
# - достоверно по отношению ко II группе.
Лейкопения у крыс с хронической свинцовой интоксикацией сопровождалась статистически достоверным повышением в 1,5 раза (р < 0,05) концентрации конечного продукта перекисного окисления липидов малонового диальдегида (МДА) в эритроцитах и гидроперекисей (ГП) в сыворотке крови в 1,4 раза (р < 0,05), по сравнению с группой интактного контроля. Также во II группе наблюдались изменения в системе антиоксидантной защиты - активность каталазы и глутатионпероксидазы эритроцитов снизилась в 1,6 (р < 0,05) и 1,3 раза (р < 0,05) соответственно, тогда как активность супероксиддисмутазы (СОД) в эритроцитах была выше в 1,1 раза (р < 0,05) показателей интактной группы животных (табл. 2).
Таблица 2
Влияние селенита натрия на систему ПОЛ-АОЗ крыс в условиях свинцовой интоксикации
|
Группы
Показатели |
Группа I Интактные животные (n = 12) |
Группа II Pb 10 мг/кг веса (n = 12) |
Группа III Pb 10 мг/кг веса + Se 4 мг/л (n = 12) |
|
СОД, усл.ед. |
87,96 ± 4,34 |
98,80 ± 2,21* |
96,64 ± 1,86* |
|
Каталаза, МЕ/гHb |
8,30 ± 0,61 |
5,25 ± 0,79* |
6,20 ± 0,92*,# |
|
Глутатионпероксидаза, ЕД/гHb |
198,11 ± 7,91 |
151,75 ± 12,21* |
241,38 ± 10,60*,# |
|
МДА, мкмоль/л |
39,31 ± 6,01 |
59,95 ± 4,54* |
44,37 ± 4,20# |
|
ГП, мкмоль/л |
4,34 ± 1,35 |
5,95 ± 1,15* |
5,21 ± 1,22 |
Примечания: показатели достоверны при p < 0.05;
* - достоверно по отношению к I группе;
# - достоверно по отношению ко II группе.
У экспериментальных животных, получавших селенит натрия, на фоне введения ацетата свинца происходило увеличение концентрации малонового диальдегида в эритроцитах, относительно значений интактной группы животных, однако концентрация малонового диальдегида в эритроцитах была ниже в 1,4 раза (р < 0,05) показателей животных, получавших изолированное введение ацетата свинца. У крыс, получавших селенит натрия, на фоне введения ацетата свинца происходило снижение в 1,3 раза (р < 0,05) активности каталазы в эритроцитах, относительно значений в группе контроля, однако активность каталазы у них была выше в 1,2 раза (р < 0,05), чем у животных, получавших изолированное введение ацетата свинца, одновременно с этим также отмечалось повышение в 1,6 раза (р < 0,05) активности глутатионпероксидазы, относительно значений во II группе. Активность супероксиддисмутазы была выше в 1,1 раза (р < 0,05), чем в группе контроля, но значимо не отличалась от показателей во II группе (табл. 2).
Выводы
Хроническая свинцовая интоксикация, вызванная введением ацетата свинца в дозе 10 мг/кг веса в течение 12 недель, приводит к развитию лейкопении с нейтропенией, активации свободнорадикального окисления и депрессии антиоксидантной защиты.
Селенит натрия поддерживает устойчивость организма к окислительному стрессу, оказывает антиоксидантное действие на фоне свинцовой интоксикации, снижает концентрацию малонового диальдегида и повышает активность внутриклеточных ферментов антиоксидантной защиты каталазы и глутатионпероксидазы.
Селенит натрия, проявляя антиоксидантную активность, препятствует повреждающему действию продуктов ПОЛ в отношении клеток иммунной системы, что проявляется в достоверно меньшем угнетении общего количества лейкоцитов в крови, в основном за счет нейтрофилов, в группе крыс подвергавшихся сочетанному воз- действию.
Рецензенты:
Джиоев И.Г., д.м.н., профессор, заведующий ЦНИЛ ГБОУ ВПО «Северо-Осетинская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации, г. Владикавказ;
Кусова А.Р., д.м.н., профессор, зав. кафедрой общей гигиены и физической культуры ГБОУ ВПО «Северо-Осетинская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации, г. Владикавказ.
Работа поступила в редакцию 26.11.2012.