Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАКЦИИ ЭРИТРОЦИТОВ КРОВИ МОЛОДЫХ И СТАРЫХ КРЫС НА ИНТОКСИКАЦИЮ ЧЕТЫРЕХХЛОРИСТЫМ УГЛЕРОДОМ ПРИ ВАГОТОМИИ

Цибулевский А.Ю. 1 Дубовая Т.К. 1 Соколинский Б.З. 2
1 Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова
2 ЗАО МЕКОС (медицинские компьютерные системы)
Исследовали изменения морфологических параметров эритроцитов в условиях острой интоксикации четыреххлористым углеродом у исходно интактных и ваготомированных крыс различного возраста. Установлено, что введение токсиканта сопровождается изменениями фактора формы эритроцитов, их поляризации, интегральной оптической плотности, содержания клеток с аномальным распределением оптической плотности, анизохромии, содержания деформированных эритроцитов. Степень выраженности и направленность изменений данных параметров в исследованных группах животных отличаются определенной спецификой, предположительно связанной с различиями фона (возраст, наличие очага денервации), на котором развивается ответная реакция эритрона на токсический агент.
эритроциты
интоксикация
четыреххлористый углерод
ваготомия
возраст
1. Алиев Б.М., Аруин Л.И., Габуния Р.И. Желудок // БМЭ. Т.8. – М.: Советская энциклопедия, 1978. – С. 92–141.
2. Голиков С.Н., Саноцкий И.В., Тиунов Л.А. Общие механизмы токсического действия. – М.: Медицина, 1986. – 411 с.
3. Граник В.Г. Метаболизм экзогенных соединений. – М.: Вузовская книга, 2006. – 528 с.
4. Елецкий Ю.К., Цибулевский А.Ю., Сиротин А.И. Сравнительное исследование тонкой кишки при нарушении симпатической и парасимпатической иннервации // Морфология. – 1994. – № 7–12. – С. 100–116.
5. Есауленко Е.Е., Бачко С.С., Ладутько А.А., Быков М.И. Сравнительная биохимическая характеристика липидного спектра мембран эритроцитов при различных видах токсического поражения печени // Фундаментальные исследования. – 2011. – № 7. – С. 54–56.
6. Канн Е.Л. Исследования структурно-функциональной организации процессов управления адаптивным поведением эритроцитарной части системы крови // Проблемы интерорецепции, регуляции физиологических функций и поведения. – Л.: Наука, 1976. – С. 71–91.
7. Кишкун А.А. Биологический возраст и старение: возможности определения и пути коррекции. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. – 976 с.
8. Куценко С.А. Основы токсикологии. – С-Пб.: Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова, 2002. – 395 с.
9. Лапин А.Ю. Лабораторная диагностика в гериатрии // Лабораторная медицина. – 2003. – № 6. – С. 14–26.
10. Новочадов В.В., Полякова Л.В., Горячев А.Н. Гормональный статус крыс с хронической эндогенной интоксикацией // Фундаментальные исследования. – 2006. – № 5.– С. 96–97.
11. Попелянский Я.Ю. Болезни периферической нервной системы. Руководство для врачей. – МЕДпресс-информ, 2009. – 464 с.
12. Сапожникова Т.И. Демографическое старение: прогнозы, причины, последствия // Научный журнал Кубанской государственной академии управления. – 2007. – № 1. – С. 1–14.
13. Теплый Д.Д. Особенности морфофизиологических показателей эритроцитов белых крыс на этапах онтогенеза в норме и при оксидативном стрессе // Автореф. дис. канд. биол. наук. Астрахань: Астраханский государственный университет. – 2011. – 21с.
14. Трегер Ю.А. Стойкие органические загрязнители: проблемы и пути их решения // Вестник МИТХТ. – 2011. – № 5. – С.87–97.
15. Хоромский Л.Н., Бенедикт В.В., Лейко И.К. и др. Коррекция функционального гастростаза после хирургического лечения язвенной болезни // Клиническая хирургия. – 1990. – № 8. – С.40–42.
16. Цибулевский А.Ю., Дубовая Т.К., Эттингер А.П. Нейрогенные дистрофии тонкой кишки. – М.: РГМУ, 2005. – 215 с.
17. Шишкина Л.Н., Шевченко О.Г. Липиды эритроцитов крови и их функциональная активность // Успехи современной биологии. – 2010. – № 6. – С.587–602.
18. Черниговский В.Н., Шехтер С.Ю., Ярошевский А.Я. Регуляция эритропоэза. – Л.: Наука, 1967. – 101 с.
19. Albeldawi M., Qadeer M., Vargo J. Managing acute upper gastrointestinal bleeding, preventing recurrences // Cleveland clinic journal of medicine. – 2010. – V. 77. – P. 131–142.
20. Aranda M., Albendea А., Lostale F. et al. In vivo hepatic oxidative stress because of carbon tetrachloride toxicity: protection by melatonin and pinoline // J Pineal Res. – 2010. – V. 49, № 1. – P.78–85.
21. Bunn H. New agents that stimulate erythropoiesis // Blood. – 2007. – № 109. – P. 868–873.
22. Cimen M. Free radical metabolism in human erythrocytes // Clin. Chim. Acta. – 2008. – V. 390, № 1–2. – P. 1–11.
23. Helander H., Poorkhalkali N. Parietal cell density during gastric ulcer healing in the rat // Scand. J. Gastroenterol.– 2004. – V. 39, № 1. – P. 20–26.
24. Mehmetçik G., Ozdemirler G., Kanbagli O et al. Toker G., Uysal M. Age-related changes in plasma lipid peroxidation and antioxidant system in humans and rats // Arch. Gerontol. Geriatr. – 1997. – V. 25, № 3. – P. 305–310.
25. Yukiomi Nakade, Masashi Yoneda, Kimihide Nakamura et al. Involvement of endogenous corticotrophin-releasing factor in carbon tetrachloride-induced acute liver injury in rats // Am. J. Physiol. – 2002. – № 282. – P. 1782–1788.

Несмотря на многолетнюю историю исследования токсических состояний, вызванных попаданием в организм хлорированных углеводородов, некоторые аспекты, важные для понимания механизмов развития этих форм химической патологии, остаются малоизученными. Так, недостаточно исследованы закономерности морфофункциональных перестроек эритроцитов (Эр) при отравлении данными ксенобиотиками в отдаленный период онтогенеза. Учитывая мировую тенденцию к старению населения [12], разработка данного аспекта представляется весьма актуальной. Кроме того, определенный интерес представляет изучение особенностей реактивности системы крови (в частности, эритроидного ростка миелопоэза) в условиях денервационного синдрома. Это важно не только для углубления наших представлений о нейродистрофическом процессе как системном явлении, но и в связи с достаточно широким использованием перерезки нервных проводников при хирургических операциях [11]. Учитывая вышеизложенное, в настоящей работе мы поставили перед собой задачу изучить состояние Эр молодых и старых крыс в условиях острой интоксикации четыреххлористым углеродом (ЧХУ) на фоне ваготомии. Выбор данной экспериментальной модели был продиктован следующими обстоятельствами. Общепризнано, что развитие и исход большинства форм химической патологии существенным образом зависит от кислородного статуса организма, который во многом определяется морфофункциональным состоянием Эр, их способностью эффективно связывать кислород и транспортировать его к органам и тканям [2]. Особое значение в этих условиях имеет кислородное снабжение органов детоксикации (печени, почек, кишечника, кожи), поскольку нейтрализация многих ксенобиотиков осуществляется посредством окислительных процессов [4]. Кроме того, следует учитывать вклад Эр в связывание ядов и продуктов их биотрансформации и доставку данных субстратов к органам детоксикации и выделения [8]. Выбор ЧХУ в качестве токсиканта связан с его достаточно широким распространением в окружающей среде (применяется в различных областях народного хозяйства и ветеринарии) [14]. Кроме того, ЧХУ используется в экспериментальной практике для моделирования острого и хронического гепатита, различных форм токсических состояний и др. [10]. На ваготомии мы остановили свой выбор в связи с тем, что органосохраняющие операции, используемые для лечения язвенной болезни двенадцатиперстной кишки и желудка, часто сопряжены с пересечением блуждающих нервов или их ветвей [19].

Материалы и методы исследования

Эксперименты проводили на 26 молодых (2 мес, масса 200–250 г) и 22 старых (20 мес, масса 450–500 г) белых крысах-самцах. Исследовали 8 серий животных: интактные (5 молодых и 6 старых); крысы, подвергнутые двусторонней поддиафрагмальной стволовой ваготомии (через 14 сут после операции – срок, когда морфофункциональные изменения в органах с нарушенной иннервацией выражены в наибольшей степени; 7 молодых и 5 старых); интактные крысы, получавшие ЧХУ (подкожно в дозе 3,2 г/кг в виде 50%-го масляного раствора; 6 молодых и 5 старых), ваготомированные животные, подвергнутые аналогичной затравке (8 молодых и 6 старых). Животных выводили из эксперимента через 24 час после затравки. Все животные перед выводом из опыта голодали на протяжении 16–18 час.

На неокрашенных мазках крови, фиксированных в парах формальдегида, с помощью компьютерной морфоденситометрии (на комплексе автоматизированной микроскопии МЕКОС-Ц2) определяли следующие морфологические характеристики Эр: диаметр, площадь, интегральную (показатель, отражающий количество гемоглобина в Эр) и удельную (показатель, отражающий концентрацию гемоглобина в Эр) оптическую плотность, поляризацию, фактор формы Эр, процентное содержание деформированных Эр и Эр с аномальным распределением оптической плотности.

Результаты представлены в виде средней арифметической величины и стандартной ошибки средней. Достоверность различий между экспериментальными и контрольными данными оценивали с помощью t-критерия Стьюдента. Статистическая обработка данных осуществлялась с использованием программы «Statistika 6.0».

Результаты исследования и их обсуждение

Сравнительный анализ морфологических характеристик Эр молодых и старых интактных крыс выявил тенденцию к уменьшению у последних интегральной и удельной оптической плотности, значения анизоцитоза и анизохромии и увеличение значения поляризации Эр.

Интоксикация ЧХУ у исходно интактных молодых крыс сопровождается увеличением значения фактора формы Эр, содержания деформированных Эр и Эр с аномальным распределением оптической плотности и тенденцией к нарастанию значения их поляризации.

В условиях интоксикации ЧХУ у исходно интактных старых крыс отмечается увеличение значения анизохромии, а также более резко выраженное (по сравнению с молодыми животными) нарастание содержания деформированных Эр и Эр с аномальным распределением оптической плотности. Кроме того, выявлена тенденция к увеличению интегральной оптической плотности Эр.

Показано, что ваготомия у молодых крыс сопровождается увеличением площади Эр и тенденцией к нарастанию значений поляризации, анизохромии и содержания деформированных Эр и Эр с аномальным распределением оптической плотности.

Перерезка блуждающих нервов у старых крыс приводит к повышению фактора формы Эр и содержания деформированных Эр, а также сопровождается тенденцией к увеличению площади Эр, значений поляризации и интегральной оптической плотности.

Острая интоксикация ЧХУ у молодых ваготомированных крыс сопровождается увеличением содержания Эр с аномальным распределением оптической плотности, а также уменьшением значения анизохромии. Кроме того, выявлена тенденция к повышению содержания деформированных Эр и уменьшению значения анизоцитоза. Необходимо отметить, что у животных данной группы наряду с деструктивно-дистрофическими Эр обнаружены признаки компенсаторно-приспособительных перестроек, в частности увеличение интегральной оптической плотности Эр, отражающей, как указывалось выше, количество гемоглобина в них.

В условиях отравления ЧХУ у старых ваготомированных крыс выявлено уменьшение значения фактора формы Эр и более резко выраженное (по сравнению с молодыми животными) повышение содержания Эр с аномальным распределением оптической плотности. Наряду с этими изменениями наблюдалась отчетливая тенденция к снижению значения поляризации Эр и увеличению содержания деформированных Эр.

Подводя итог полученным результатам, можно констатировать, что процесс старения у крыс сопровождается уменьшением интегральной и удельной оптической плотности Эр и значения анизохромии, а также тенденцией к увеличению их среднего диаметра и площади. Эти данные согласуются с клинико-гериатрическими наблюдениями [9], что, по-видимому, отражает общую закономерность возрастных изменений красной крови у млекопитающих. Предполагают, что возрастные отклонения в системе крови связаны с инволюционными изменениями красного костного мозга, в развитии которых существенную роль играют такие факторы, как нарушение метаболизма железа, витаминов С и В12, фолиевой кислоты, снижение уровня синтеза трансферрина в печени, активация ингибиторов эритропоэза и др. [7]. Наряду с этим высказывается мнение о возрастзависимом сдвиге баланса активности антиоксидантой и прооксидантной систем организма в пользу последней [24]. Вместе с тем известно, что биомембраны, точнее, их основные структурообразующие компоненты – фосфолипиды, отличаются выраженной предрасположенностью к реакциям окисления, инициируемым свободными радикалами, так как содержат остатки ненасыщенных жирных кислот. Нефизиологическое усиление данного процесса имеет следствием дестабилизацию мембранных структур и нарушение их функций [17]. Считается, что это явление в отдаленный период онтогенеза приобретает генерализованный характер и в той или иной мере охватывает все органы и системы организма, в том числе систему крови. В пользу данного положения свидетельствуют результаты исследования [13], в котором показано, что введение старым крысам природного антиоксиданта альфа-токоферола приближает морфофизиологические показатели Эр (количество, объем, содержание и концентрация гемоглобина, геометрические параметры, процент патологических форм и др.) к уровню, характерному для молодых животных.

Выявленные в условиях ваготомии изменения морфологии Эр предположительно обусловлены следующими факторами. Так, патологическая импульсация с центральных концов перерезанных блуждающих нервов, вызывая раздражение соответствующих ядер гипоталамуса, может нарушать функционирование находящихся в той же области промежуточного мозга нервных центров, регулирующих гемопоэз. Правомочность данного предположения косвенно подтверждается результатами исследований, в которых производилось локальное раздражение различных ядерных структур гипоталамуса, что вызывало закономерные перестройки состояния красной крови [6]. Кроме того, следует учитывать, что в органах, находящихся в очаге денервации, существенно увеличивается количество тучных клеток [4], которые, как известно, активно продуцируют цитокины (интерлейкин-1, гамма-интерферон, фактор некроза опухолей), принимающие непосредственное участие в регуляции эритропоэза [21]. Попадая в общий кровоток и достигая красного костного мозга, данные гуморальные агенты могут оказывать определенное влияние на процесс кроветворения. Наряду с этим определенный вклад в развитие исследуемого патологического состояния может вносить «желудочный» фактор. Показано, что ваготомия сопровождается существенными структурно-функциональными изменениями париетальных клеток желудочных желез [23], которые продуцируют компоненты соляной кислоты и вырабатывают внутренний фактор Касла (соляная кислота необходима для эффективного усвоения железа, фактор Касла – витамина В12) [1]. Кроме того, ваготомия, как правило, сопровождается развитием гастростаза (длительный застой плотных пищевых масс в желудке) [15] в том числе и у крыс [16]. Вместе с тем, установлено, что раздражение механорецепторов желудка приводит к существенным количественным и качественным изменениям показателей красной крови [18].

В основе морфологических перестроек Эр, выявленных у животных, подвергнутых интоксикации ЧХУ, предположительно могут лежать следующие причины. Прежде всего, это непосредственное повреждение форменных элементов крови ЧХУ, характеризующихся высокой липофильностью. Наряду с этим (и возможно, в большей степени) деструктивный эффект оказывают образующиеся в печени продукты биотрансформации ЧХУ – трихлорметильный свободный радикал, хлороформ, гексахлорэтан, карбонилхлорид и другие вещества, некоторые из которых обладают высокой реакционной способностью и могут вызывать целый ряд вторичных негативных эффектов. Так, установлено, что трихлорметильный радикал инициирует перекисное окисление липидов [25]. При этом следует учитывать, что Эр обладают повышенной чувствительностью к окислительному стрессу, так как их плазмалемма богата ненасыщенными жирными кислотами [17]. Активации свободнорадикального окисления липидов в Эр также способствует высокая локальная концентрация кислорода, наличие ионов Fe2+ (играющих, как известно, ключевую роль в инициировании данного процесса), а также тот факт, что при окислении гемоглобина образуется супероксиданион-радикал [22]. Кроме того, необходимо иметь в виду, что ЧХУ и его метаболиты в той или иной степени оказывают повреждающее действие на все органы и системы, в результате чего в кровоток поступает большое количество различных продуктов деструкции тканей [20]. Существенно, что в данных условиях отмечаются выраженные изменения липидного состава плазматической мембраны Эр, в частности увеличение содержания холестерина и снижение количества общих фосфолипидов. При этом спектр последних претерпевает значительную перестройку: удельная доля одних фосфолипидов нарастает (лизофосфатидилхолина и др.), других – снижается (фосфатидилэталонамина и др.). Кроме того, нарушается закономерная топография их определенных фракций в бислое мембраны – количество фосфолипидов с большей насыщенностью жирных кислот (фосфатидилхолина и сфингомиелина) во внешнем монослое повышается [5]. Эти факты, по мнению авторов, свидетельствуют об уменьшении жидкостных свойств и увеличении микровязкости липидного бислоя мембраны, ухудшении ее деформируемости и, как следствие, изменении геометрических и функциональных характеристик Эр.

Заключение

Острая интоксикация ЧХУ у крыс приводит к закономерным изменениям морфологических характеристик Эр – фактора формы, поляризации, интегральной оптической плотности, содержания Эр с аномальным распределением оптической плотности, анизохромии, содержания деформированных Эр. Степень выраженности и направленность отклонений данных параметров в группах исходно интактных и ваготомированных животных различного возраста отличаются определенной спецификой, по всей видимости, связанной с различиями фона, на котором развивается ответная реакция эритрона на токсикант (возрастные изменения организма, наличие очага денервации).


Библиографическая ссылка

Цибулевский А.Ю., Дубовая Т.К., Соколинский Б.З. СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАКЦИИ ЭРИТРОЦИТОВ КРОВИ МОЛОДЫХ И СТАРЫХ КРЫС НА ИНТОКСИКАЦИЮ ЧЕТЫРЕХХЛОРИСТЫМ УГЛЕРОДОМ ПРИ ВАГОТОМИИ // Успехи современного естествознания. – 2015. – № 3. – С. 151-155;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=34754 (дата обращения: 18.10.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074