В работе поставлена цель в сравнительном плане, изучить влияние радиационного облучения, ртутной интоксикации и гипотиреоза на систему иммунитета, на активность ферментов обмена пуриновых нуклеотидов: 5´-нуклеотидазы, АМФдезаминазы и аденозиндезаминазы, на активность ферментов антиоксидантной системы: супероксиддисмутазы (СОД), глутатионпероксидазы (ГПО), глутатионредуктазы в ткани печени, почек и в сыворотке крови.
Материал и методы исследования:
Опыты проводились на беспородных белых крысах, весом 200-300 гр., содержащихся на стандартном рационе питания. Животные были разделены на четыре группы: первая группа - интактные, вторая группа - подвергалась однократному радиационному облучению в дозе 6 Гр., аппаратом «Агат-РМ». Третья группа животных подвергалась ртутной интоксикации. Хлористую ртуть из расчета (0,5 мг/кг) вводили внутрибрюшинно 1 раз в сутки. Затравку животных ртутью производили в течение 3-х дней. Четвертая группа проводились на крысах подвергавшихся тиреоидэктомии. Определение СОД проводили по методу Е.Е.Дубининой и др. соавторов [1]. Определение активности глутатионзависимых ферментов ГПО, ГР проводили по методу Mates J.M., et al. 1999 [9] Активность 5´-нуклеотидазы в лимфоцитах определяли по скорости гидролиза АМФ до аденозина и фосфорной кислоты и выражали в количестве мкмоль Н3РО4 на 1мг белка по методу С.О Тапбергенова [4]. Активность АМФ-дезаминазы и аденозиндезаминазы определяли по скорости дезаминирования и выражали в нмоль аммиака на мг белка [3].
Оценка иммунного статуса включала в себя тесты на состояние клеточного и гуморального иммунитета. Определяли содержание теофилин-чувствительных (Етфч) и теофилин-резистентных (Етфр) розеткообразующих лимфоцитов РОЛ по методу А. Shore et al. [11]. Количество Т и В лимфоцитов определяли розеткообразующими тестами Jondal V. et al. [10].
Результаты исследований и их обсуждение.
Ранее нами было установлено, что радиация приводит к дозозависимым изменениям и клеточного, и гуморального звеньев иммунитета. Как следствие, при радиационном стрессе в клетках нарастает уровень ИМФ и аденозина, что ограничивает Т-хелперную активность, и усиливает Т-супрессорную активность [7].
Проведенными исследованиями установлено (табл.1), что и облучение животных в дозе 6 Гр, и гипотиреоз, и ртутная интоксикация приводят к следующим однонаправленным изменениям иммунного ответа: увеличение общего числа лимфоцитов, снижение уровня Т-лимфоцитов и Т-хелперов. Но при этом, у облученных животных и при гипотиреозе повышается уровень В-лимфоцитов, а при ртутной интоксикации уровень В-лимфоцитов снижается.
Радиационное облучение приводит к снижению количества Т-супрессоров, а при гипотиреозе уровень Т-супрессоров повышается. Сравнительный анализ результатов проведенных исследований показал, что изменения в иммунной системе при ионизирующем излучением практически однотипны изменениям иммунитета, которые обнаружены при гипотиреозе. При ртутной интоксикации в отличие от гипотиреоза и радиации имеет место снижение уровня В-лимфоцитов.
Известно, что метаболизм пуриновых нуклеотидов, происходящий при участии ферментов аденозиндезаминазы, АМФдезаминазы и 5´- нуклеотидазы имеет значение для поддержания нормальной функции иммунной системы, что указывает на важность этой группы ферментов в реализации общего адаптационного синдрома. В этой связи нами был проведен сравнительный анализ активности этих ферментов при воздействии на организм радиации, при гипотиреозе и ртутной интоксикации в сыворотке крови в печени и почках.
Особое значение для иммунной системы имеет активность ферментов обмена пуриновых нуклеотидов в крови, от активности которых зависит концентрация таких модуляторов функции иммунных клеток как аденозин, инозин и АМФ. Как показали наши исследования, при радиации и при гипотиреозе активность всех изучаемых ферментов метаболизма пуриновых нуклеотидов в крови резко снижается.
При ртутной интоксикации в сыворотке крови снижается активность аденозиндезаминазы и АМФ-дезаминазы (табл.2), а активность 5´ - нуклеотидазы остается высокой, что приводит к увеличению концентрации аденозина, оказывающего тормозящее воздействие на степень зрелости Влимфоцитов [6,8], что в какой-то мере объясняет особенности эффектов ртутной интоксикации на систему иммунитета.
Таблица 1. Изменения показателей иммунного статуса, при воздействии на организм радиации, при гипотиреозе и ртутной интоксикации
|
Показатель |
Интактные (контроль) |
Облучение 6 гр |
Гипотиреоз |
Ртутная интоксикация |
|
Лейкоциты общие (10 6/ Л) |
6,46 ±.0,550 |
7,14 ±0,34 |
11,01±0,60*↑ |
9,19±0,76 *↑ |
|
Лимфоциты % |
40.30±3.60 |
55.53±3.84*↑ |
60,37± 1,83*↑ |
65,86±2,96*↑ |
|
Лимфоциты Абс. число |
2800.04±113.12 |
4056.44±211.3955*↑ |
6411,11± 391,31* ↑ |
6059,28±581.77*↑ |
|
Т - Лимфоциты % |
32.2±2.02 |
19.22±3.76*↓ |
20.4± 12,26*↓ |
21.57±2.16*↓ |
|
Т Лимфоциты Абс число |
1457.21±84.30 |
784.11±209.23* ↓ |
1309.75±80.63 |
1131.99±240,15 |
|
В Лимфоциты % |
7.0±1.10 |
14.67±1.71*↑ |
7.67±1.25 |
4.86±1.33*↓ |
|
В Лимфоциты Абс число |
318.42±16.50 |
606.44±83.47*↑ |
885.8±155.82*↑ |
209.46±53.50*↓ |
|
Т хелперы % |
21.00±1.90 |
11.00±1.21*↓ |
11.5±0.76*↓ |
12.86±1.98↓ |
|
Т хелперы Абс число |
698.00±45.91 |
442.00±123.96↓ |
875.4±44.79 |
793.52±180.50 |
|
Т супрессоры % |
10.82±0.67 |
5.22±0.77*↓ |
12.67±1.58 |
9.83±1.14 |
|
Т супрессоры Абс. число |
488.43±22.76 |
297.77±63.06*↓ |
841.4±46.51*↑ |
538.53±114.66 |
Примечание: (*↑)(*↓)различие с контролем достоверно р < 0.05
Таблица 2. Изменения активности ферментов обмена пуриновых нуклеотидов в сыворотке крови крыс при воздействии на организм радиации, при гипотиреозе и ртутной интоксикации
|
Показатель |
Интактные (контроль) |
Гипотиреоз |
Ртутная интоксикация |
Облучение 6 гр |
|
5´ - нуклеотидаза |
37,71±6,00 |
25,021± 5,01*↓ |
45.882±4,47 |
8.39±1.35*↓ |
|
Аденозиндезаминаза |
482,96±79,82 |
368,49±63,72*↓ |
273.610±53.405*↓ |
297.49±74.25*↓ |
|
АМФдезаминаза |
299,97±62,67 |
191,808±53.82*↓ |
162.202±33,354*↓ |
74.87±19.79*↓ |
Примечание: (*↑)(*↓) различие с контролем достоверно р < 0.05
В печени и почках облучение приводит к активации, а ртутная интоксикация к снижению активности всех изучаемых ферментов.
При гипотиреозе в печени, как при ртутной интоксикации активность всех изучаемых ферментов снижается. В почках при гипотиреозе АМФ-дезаминазы снижается, а 5´- нуклеотидазы повышается.
Известно, что отравление солями тяжёлых металлов, представляет собой стресс, который сопровождается активацией процессов свободнорадикального окисления в тканях, интенсификацией перекисного окисления липидов биомебрана и включением систем антиоксидантной защиты [2] .
В этой связи нами в сравнительном плане изучено состояние ферментов антиоксидантной защиты при ртутной интоксикации, при гипотиреозе и при облучении организма животных в сыворотке крови, печени и почках. В таблице № 3 представлены изменения активности ферментов антиоксидантной системы в крови крыс.
Проведенными исследованиями обнаружено, что независимо от типа ткани и воздействующего на организм фактора (радиация, гипотиреоз, ртутная интоксикация) имеет место однотипные изменения активности супероксиддисмутазы, глутатинпероксидазы. Не специфичность изменений активности ферментов свидетельствует о том, что указанные на организм воздействия по своей сути являются стрессорными.
Таблица 3. Изменение активности ферментов антиоксидантной системы в крови крыс при гипотиреозе, при воздействии на организм радиации и ртутной интоксикации
|
Показатель |
Интактные (контроль) |
гипотиреоз |
Облучение |
Ртутная интоксикация |
|
Супероксиддисмутаза(СОД) у.е / г Нв в мин |
22.05±2.27 |
17.57±0.46*↓ |
10.12±0.89*↓ |
11.45±0.57*↓ |
|
Глутатионпероксидаза(ГПО) мкмоль окис. Глютатион/ г Нв в мин |
298.18±14.02 |
932.25±36.69*↑ |
1455.0±54.74*↑ |
542.42±15.52*↑ |
|
Глутатионредуктаза (ГР)мкмоль НАДФН2 г Нв в мин |
2.04±0.64 |
2.43±0.22 |
1.93±0.11 |
2.37 ±0.14 |
Примечание: (*↑)(*↓)различие с контролем достоверно р < 0.05
Таким образом, проводя сравнительный анализ эффектов изучаемых разных стрессорных на организм факторов (радиация, гипотиреоз, ртутная интоксикация), нами установлены значительные сходства в механизме их действия на метаболизм и клеточные функции. Изменения в иммунной системе, обнаруженные при ионизирующем излучении, практически однотипны изменениям иммунитета при гипотиреозе. Однако, при ртутной интоксикации в отличие от гипотиреоза и радиации имеет место снижение уровня В-лимфоцитов, что в какой-то мере объясняется особенностями эффектов ртутной интоксикации на систему иммунитета и ферменты метаболизма пуриновых нуклеотидов. Ранее нами было показано участие адрено-тиреоидной системы в становлении адаптационного синдрома и возможности формирования синдрома адрено-тиреоидной недостаточности при разного типа стрессорных на организм воздействиях, в том числе и радиационном [5]. В определенной степени, обнаруженные нами различия эффектов действующих на организм стрессорных факторов можно объяснить разной степенью становления защитных механизмов и уровнем активности регуляторной функции адрено-тиреоидной системы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Дубинина Е.Е., Сальникова Л.А., Ефимова Л.Ф. // Лаб. дело. - 1983. - N10. - С. 30-33.
- Курляндский Б.Б., Филова В.А. // Общая токсикология. -М. Медицина. 2002. С. 111-131
- Тапбергенов C.О.,Тапбергенова С.М. //Жур.: Лабораторное дело, 1984, 2,С.104-107
- Тапбергенов C.О., Тапбергенов Т.С. // Современные основы энзимной диагностики. Семипалатинск 2001 С.32
- Тапбергенов C.О., Тапбергенов Т.С. // Международная научно-практическая конференция «Перспективные разработки науки и техники 2005» Украина, Россия, Чехия, 2005 с.5 .www. rusnauka. сom
- Тапбергенов C.О., Тапбергенов Т.С.// Жур.: Биомедицинская химия, Москва, 2005 т.51 №2 С.199-205
- Тапбергенов С.О.// Труды 6 съезда физиологов Казахстана, Караганда, 2007г. С.114-117
- Тапбергенов C.О., Тапбергенов А.Т. // Труды научно-практической конференции «Современные проблемы экологической физиологии» Алматы. 2008. С. 154
- Mates J.M., Perez-Gomez C., Nunez de Castro I. //Clin. Biochem., 1999, v. 32, p. 595-603
- Jondal M, Holm G, Wigzell H // (1972) J. Exp. Med. 1972, 136, 207-209.
- Shore A, Dosch AM, Gelfand EW // Nature 1978,274, 586-588.