Катастрофическое наступление признаков нарушения экологического гомеостаза диктует продолжение исследований по биологическому мониторингу среды. Исходя из этого, целью в настоящей работе ставилось установление реакции млекопитающих на комплексное влияние химических загрязнителей окружающей среды в Республике Башкортостан. В соответствии с задачами экологического мониторинга нами был проведен сравнительный анализ показателей хемилюминесценции крови кроликов, находящихся в городской среде и сельской местности. Материалом исследования служили взрослые кролики породы шиншилла, которые содержались в промышленной зоне г. Уфы, также в относительно экологически благоприятной сельской местности – с. Большая Ока Meчетлинского района Республики Башкортостан, которое располагается в сотне км от промышленных центров, где отсутствуют промышленные и перерабатывающие предприятия, нет фермерских хозяйств, огородничество ведется населением без использования ядохимикатов. По официальным данным, в атмосфере г. Уфы в 2011 г. показатель Си (по БП, формальдегиду, диоксиду азота, оксиду азота, по взвешенным веществам) составлял 14, который оценивается как IV класс, очень высокий, очень опасный неблагоприятный для здоровья; показатель НП равен 27 (соответствует классу – III, высокий уровень); ИЗА – 7,5, (класс – III, неблагоприятный) [3]. Животные находились в деревянных клетках неотапливаемых сараев. В рацион кормления входили сено из местных трав, пшеничные отруби, овес и овощи из местного посева, а в качестве питья снег. Исследование проводилось в зимние месяцы (декабрь и январь, февраль). В целях биоиндикации были исследованы не менее 10 кроликов.
Материалы и методы исследования
Состояние свободнорадикального окисления (СРО) в системе крови исследовалось с помощью биохемилюминометра БХЛ-06, в котором в качестве светового детектора был установлен фотоэлектронный умножитель ФЭ 000.335.557.ТУ. При этом изучались перекисное окисление липидов (ПОЛ) эритроцитарной массы и ПОЛ сыворотки крови, а также хемилюминесценция (ХЛ), обусловленная выделением активных форм кислорода (АФК) в процессе фагоцитоза. Оценка уровня свободнорадикального окисления проводилась по показателям светосуммы (S) и максимального свечения (J) [1, 2].
Статистическая обработка полученных данных проводилась по программе статистика М. О. Exсel (определение достоверности различий по t – критерию Стьюдента).
Результаты исследования и их обсуждение
Среднее значение светосуммы за 300 с, инициированной люминолом ХЛ активных форм кислорода (АФК) в процессе фагоцитоза у кроликов, содержавшихся в с. Большая Ока, составило 31,2∙102 импульсов (рис. 1, табл. 1).
Рис. 1. Показатели биохемилюминесценции фагоцитоза: ряд 1 – с. Большая Ока. 2. г. Уфа. Ряд 1 – АФК фагоцитоза (светосумма в имп.×100 за 300 с); ряд 2 – АФК стиулированного циолитом фагоцитоза (светосумма в имп. ×100 за 300 с)
Амплитуда максимального свечения в среднем равнялась 26,9 имп./с. Среднее значение светосуммы за 300 с, инициированной люминолом XJI АФК в процессе стимулированного циолитом фагоцитоза у кроликов, соответствовало 35,9∙102 импульсов, амплитуда максимального свечения – 24,3 имп./с. Параллельное изучение ХЛ АФК в процессе фагоцитоза периферической крови средние значения светосуммы за 300 с кроликов, содержащихся в г. Уфе, выявило значительные расхождения по сравнению с данными у кроликов, содержащихся в с. Большая Ока. Для удобства сравнения показатели XJI у кроликов, содержавшихся в с. Большая Ока, были приняты за 100 %. Данные XJI АФК процесса фагоцитоза клеток крови кроликов, содержащихся в г. Уфе, были значительно ниже, чем таковые у кроликов, содержавшихся в с. Большая Ока. Среднее значение светосуммы за 300 с, инициированной ХЛ АФК в процессе фагоцитоза без стимуляции, равнялось 19,6∙102 имп. (Р < 0,05), что составляло 69,9 % от соответствующих показателей животных, содержавшихся в с. Большая Ока. Средняя величина амплитуды максимального свечения соответствовала 17,0 имп./с (р < 0,05), (63,4 %). Прямо пропорциональные сдвиги у животных, содержащихся в г. Уфе, были выявлены и при стимуляции фагоцитоза циолитом. Средние значения светосуммы за 300 с составляли 21,4∙102 импульсов (Р < 0,05), (59,8 %), а амплитуда максимального свечения – 15,0 имп./с (Р < 0,05), (61,9 %). Следовательно, сводные показатели инициированной ХЛ АФК процесса фагоцитоза без стимуляции и со стимуляцией указывали на ослабление клеточного иммунитета у животных, содержащихся в г. Уфе (табл. 1, рис. 1).
Таблица 1
Сводные показатели хемилюминесценции крови кроликов (Imax – максимальное свечение; S – светосумма; М ± m; n-10; * – Р < 0,05
Показатели крови |
с. Б. Ока |
г. Уфа |
АФК фагоцитоза – Imax (имп./с) |
26,9 ± 0,55 |
17,0 ± 0,59 |
АФК фагоцитоза – Imax (%) |
100,0 |
63,4 |
АФК фагоцитоза – S-300 с (имп. ×102) |
31,2 ± 0,69 |
19,6 ± 0,58 |
АФК фагоцитоза – S-300 с (%) |
100.0 |
69,9 |
АФК фагоцитоза (циолит) – Imax (имп./с) |
24,3 ± 0,48 |
15,0 ± 0,41 |
АФК фагоцитоза (циолит) – Imax (%) |
100,0 |
61,9 |
АФК фагоцитоза (циолит) – S-300 с (имп.×102) |
35,9 ± 0,73 |
21,4 ± 0,69 |
АФК фагоцитоза (циолит) – S-300 с (%) |
100,0 |
59,8 |
ПОЛ эритроцитов – Imax (×10 импю/с) |
19,9 ± 0,41 |
20,4 ± 0,44 |
ПОЛ эритроцитов – Imax (%) |
100,0 |
102,8 |
ПОЛ эритроцитов – S-60 с (имп.×102) |
22,1 ± 0,46 |
24,0 ± 0,51 |
ПОЛ эритроцитов – S-60 с (%) |
100,0 |
108,9 |
ХЛ сыворотки – Imax (×102 имп./с) |
23,8 ± 0,61 |
38,8 ± 0,63 |
ХЛ сыворотки – Imax (%) |
100,0 |
163,1 |
ХЛ сыворотки – S-60 с (имп.×103) |
42,2 ± 1,2 |
67,4 ± 1,5 |
ХЛ сыворотки – S-60 с (%) |
100, |
159 |
Фагоцитоз с его условно 4-мя фазами стал известен более века назад (И.И. Мечников, 1883) [3], он имеет место в биосистемах как один из факторов физиологического и морфологического гомеостаза, фактор органно-тканевого обновления и адаптационного процесса как в физиологических, так и патологических условиях. Биохимические явления, безусловно, определяют его сущность, которые особенно демонстративно проявляются в 4 фазе – «переваривания» флогогена, используя СРО, а именно АФК (супероксидный анион-радикал кислорода, пергидроксильный радикал, перекись водорода, гидроксильный радикал, алкосилный радикал, алкосидиоксильный радикал, гидроперекись, синглетный кислород и другие) [6, 8].
Следовательно, АФК фагоцитоза как индикатор экспрессии клеточных форм неспецифической защиты организма играет не последнюю роль. Кроме того, дефицит АФК фагоцитоза играет основную роль в процессе развития хронического воспаления, а именно когда микробы в фагосоме не только не погибают, но и размножаются и таким образом постоянно поддерживают макрофагическую инфильтрацию в тканях органа, активируют и поддерживают высокий уровень воспалительных медиаторов и модуляторов [3].
Таким образом, среди индикаторных показателей уровня фагоцитоза, а именно процент фагоцитоза, фагоцитарное число, фагоцитарный индекс, суммарная интенсивность поглощения, завершенность фагоцитоза, только последнее, которее определяется внутрифагосомным перевариванием, оказывается наиболее информативным [5].
Параллельное изучение индуцированной перекисью водорода с сульфатом железа ХЛ перекисного окисления липидов (ПОЛ) эритроцитов крови в различных регионах Республики Башкортостан позволило оценить характер процесса СРО в красной крови в зависимости от степени химического загрязнения окружающей среды. Так, светосумма за 60 с индуцированной ХЛ ПОЛ эритроцитов периферической крови животных, содержавшихся в Большой Оке, в среднем составляла 22∙102 импульсов. Средняя величина амплитуды максимального свечения при этом равнялась 19,9∙102 имп./с. В последующем сравнение показателей, полученных в г. Уфе, проводилось с данными животных, содержавшихся в с. Большая Ока. Поэтому приведенные выше цифровые величины также были приняты за 100 %. Эти показатели в г. Уфе соответственно равнялись 30,4∙102 импульсов за 60 с (152,9 %) и 33,8∙10 имп./с (Р < 0,05), (153,1 %). Повышение ПОЛ в эритроцитах крови кроликов в городе Уфе отражает активацию СРО красной крови в условиях химического загрязнения среды. В свою очередь повышение СРО в эритроцитах, вероятно, является одним из звеньев в механизме гематологических сдвигов, наблюдаемых при этом в организме животных, в частности, эритроцитопении.
Исследование индуцированной перекисью водорода сульфатом железа XJI сыворотки крови животных, находящихся в разных регионах Республики Башкортостан, показало прямо пропорциональный характер по отношению к XJI ПОЛ эритроцитов. Так, светосумма за 60 с индуцированной ХЛ сыворотки крови кроликов, содержавшихся в с. Большая Ока, в среднем составляла 42,2∙103 импульсов, а средняя величина амплитуды максимального свечения равнялась 23,8∙102. Эти величины, как и в предыдущих исследованиях, были приняты 100 %. В городе Уфе эти показатели ХЛ более значительны и превышали по сравнению с таковыми у животных в с. Большая Ока. Светосумма за 60 с индуцированной ХЛ сыворотки крови кроликов, находящихся в г. Уфе, равнялась в среднем 67,4∙103 (р < 0,05) (159,8 %), а средняя величина амплитуды максимального свечения соответствовала 38,8∙102 (р < 0,05) (163,1 %), имп./с (табл. 1, рис. 2).
Рис. 2. Показатели биохемилюминесценции ПОЛ: 1 – с. Большая Ока; 2 – г. Уфа; ряд 1 – пол эритроцитов (светосумма в имп.×1000 за 60 с); ряд 2 – пол сыворотки крови (светосумма в имп.×1000 за 60 с)
Параллельно была определена теснота связи признаков – АФК фагоцитоза и перекисное окисление липидов (ПОЛ) по методу парной корреляции у кроликов, содержавшихся в Уфе [9]. Сопоставление величин коэффициента критической (0,63) и коэффициента фактической (0,93) выявило умеренно тесную статистически достоверную положительную связь между изучаемыми признаками (Р < 0,05) (табл. 2).
Таблица 2
Теснота связей по коэффициентам парной корреляции (r) АФК фагоцитоза Imax (имп./с) и ПОЛ эритроцитов Imax (×10 имп./с) у кроликов в г. Уфе (rфакт = 0,93 > rкрит = 0,63, Р < 0,05 при степени свободы n-2)
1 |
16,2 |
19,5 |
–0,86 |
–0,54 |
0,7396 |
0,2916 |
0,4644 |
2 |
16,2 |
19,6 |
–0,86 |
–0,44 |
0,7396 |
0,1936 |
0,3784 |
3 |
16,6 |
19,5 |
–0,46 |
–0,54 |
0,2116 |
0,2916 |
0,2484 |
4 |
16,9 |
19,7 |
–0,16 |
–0,34 |
0,0256 |
0,1156 |
0,0544 |
5 |
16,9 |
19,8 |
–0,16 |
–0,24 |
0,0256 |
0,0576 |
0,0384 |
6 |
17,2 |
20,1 |
0,14 |
0,06 |
0,0196 |
0,0036 |
0,0084 |
7 |
17,5 |
20,2 |
0,44 |
0,16 |
0,1936 |
0,0256 |
0,0704 |
8 |
17,6 |
20,4 |
0,54 |
0,36 |
0,2916 |
0,1296 |
0,1944 |
9 |
17,6 |
20,7 |
0,54 |
0,66 |
0,2916 |
0,4356 |
0,3564 |
10 |
17,9 |
20,9 |
0,84 |
0,86 |
0,7056 |
0,7396 |
0,7224 |
3,244 |
2,284 |
2,536 |
|||||
r = 0,9317 |
Выводы
1. Сводные показатели инициированной ХЛ АФК процесса фагоцитоза без стимуляции и со стимуляцией указывали на ослабление клеточного иммунитета у животных, содержавшихся в г. Уфе.
2. По данным хемилюминесценции перекисного окисления липидов в эритроцитах и сыворотке крови у животных, содержавшихся в городской среде, выявлен более высокий уровень свободнорадикального окисления липидов.
Рецензенты:
Фролов Б.А., д.м.н., профессор, заведующий кафедрой патофизиологии Оренбургской государственной медицинской академии, г. Оренбург;
Миннебаев М.М., д.м.н., профессор кафедры патофизиологии Казанского государственного медицинского университета, г. Казань.
Работа поступила в редакцию 04.02.2014.
Библиографическая ссылка
Еникеев Д.А., Хисамов Э.Н., Еникеева С.А., Идрисова Л.Т. ХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ КРОВИ МЛЕКОПИТАЮЩИХ В СРЕДЕ ХИМИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 2. – С. 52-55;URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=33543 (дата обращения: 16.08.2024).