ФИЗИОЛОГИЯ
УДК 571.1[616.152:616.94]
М.Р.Хантурин1, А.М.Рсалиева2, С.К.Акмукашева2, А.Т.Абдиманова2
1Евразийский национальный университет им. Л.Н.Гумилева, Астана;
2Карагандинский государственный университет им. Е.А.Букетова
ИССЛЕДОВАНИЕ ЦИТОЛОГИЧЕСКИХ, БИОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КРОВИ ЛАБОРАТОРНЫХ КРЫС ПРИ ИНТОКСИКАЦИИ ПЕНТАОКСИДОМ ВАНАДИЯ
И НА ФОНЕ КОРРЕКЦИИ ПРЕПАРАТОМ «САЛСОКОЛЛИН»
Мақала ванадий пентаоксидімен уланған кезде жəне ағзаның бұзылған қызметтерін «Салсо- коллин» препаратымен түзету кезіндегі ақ егеуқұйрықтардың қанының цитологиялық жəне биохимиялық көрсеткіштерін зерттеуге арналған. Зерттеулер нəтижесінде V2O5 уланған кез- де тəжірибелік жануарлардың бауыр, бүйрек, жүрек қызметінің бұзылғаны, алайда, «Салсо- коллин» препаратын енгізу жедел жəне созылмалы ванадий улануы кезінде бұзылған функци- яларды түзететіні анықталған.
The article is dedicated to research of cytological, biochemical parameters of white rats at an intoxi- cation by pentaoxydum of vanadium and correction of the disturbed function by a drug «Salsocolli- num». As a result of researches at a seeding agent V2O5 the approximate — hepatic, rens and heart function of experimental animal is desturbed. The introducing of a drug «Salsocollinum’’ corrects disturbance called by an acute and chronic intoxication pentaoxydum of vanadium.
Ванадий и его дериваты — известные загрязнители для окружающей среды. Асфальт, нефть, би- тум содержат V в составе порфиринового макроцикла. В малых дозах ванадий содержится в растени- ях и животных. Ранние анализы показали, что ванадий нормализует глюкозу в крови у животных с диабетом 1 и 2 типов. Необходимо вести работы по поиску путей воздействия ванадия на организм человека и его возможных побочных эффектов.
Наиболее опасные проявления влияния ванадия состоят в том, что его дефицит представлен еди- ничными случаями ванадийдефицитной шизофрении, и он связан с патологией углеводного обмена.
Основными отраслями промышленного использования ванадия являются металлургия высококаче- ственных сталей, производство сплавов на основе железа, алюминия, титана и производство катали- заторов и реактивов для химической промышленности. Исключительно ценные пластические, меха- нические и физические свойства ванадия стали известны в последние годы, после того как он был по- лучен в чистом виде. Поэтому возрос интерес к использованию чистого (ковкого) ванадия для произ- водства различных конструкционных материалов.
Существенное профессионально-гигиеническое значение ванадий приобрел в связи с расширя- ющимся использованием нефти и мазутов (содержащих в своем составе заметные примеси ванадия) в качестве топлива на тепловых электростанциях и других котельных агрегатах. При очистке котлоаг- регатов от золы такого топлива возникает опасность токсического действия.
Оксид ванадия V2O5 служит эффективным катализатором, например, при окислении сернистого газа SO2 в серный газ SO3 при производстве серной кислоты. Соединения ванадия находят разнооб- разное применение в различных отраслях промышленности (текстильной, стекольной, лакокрасочной и др.) [1–3].
Развитие металлургии и металлохимии ванадия выдвинуло перед гигиеной труда комплекс но- вых вопросов, связанных с профилактикой профессиональных интоксикаций и заболеваний, обуслов- ленных воздействием на организм производственных аэрозолей соединений ванадия. Воздействие ва- надия неизбежно, но, изучив все свойства этого элемента, можно предугадать возможные послед- ствия и принять меры предосторожности.
Целью наших исследований было изучение изменений в цитологическом, биохимическом соста- ве крови животных при интоксикации пятиокисью ванадия и коррекция нарушенных функций препа- ратом «Салсоколлин».
Материалы и методы
Эксперименты проводились на 60 белых беспородных крысах массой 250–300 г, которые были разделены на 5 групп. Первую группу (n=20) составляли контрольные животные, вторую (n=10) — животные, которым внутрижелудочно однократно вводили 12,5 мг/кг пятиокись ванадия, в третьей группе (n=10) были животные, которым внутрижелудочно однократно вводили 12,5 мг/кг пятиокись ванадия и через час — «Салсоколлин» в дозе, в четвертой группе (n=10) животным в течение двух месяцев внутрижелудочно вводили 1,25 мг/кг, пятую группу (n=10) составляли животные, которым в течение двух месяцев внутрижелудочно вводили 1,25 мг/кг и в течение последнего месяца через час после введения ванадия пятиокиси вводили «Салсоколлин» в дозе.
Забор крови для биохимического анализа осуществляли утром, натощак, из сонной артерии в ко- личестве 10 мл без консерванта. После охлаждения кровь центрифугировали на протяжении 20 мин (при обороте 1500 в минуту). Полученную сыворотку отбирали в сухую чистую химическую пробир- ку. Определяли содержание общего и связанного билирубина, общего белка, глюкозы, активность ферментов (АсАТ, АлАТ, α-амилазы), а также тимоловую пробу по общепринятым методикам [4].
Гемоглобин определяли гемиглобинцианидным методом, эритроциты — унифицированным ме- тодом, с 0,9 % раствором хлорида натрия, лейкоциты — унифицированным методом подсчета в счет- ной камере, лейкоцитарную формулу подсчитывали в окрашенных мазках крови, скорость оседания эритроцитов определяли методом Панченкова [5].
Микроядерный тест предназначен для изучения мутагенного влияния химических веществ или факторов окружающей среды на живой организм [6].
Результаты исследований и их обсуждение
По результатам наших экспериментов выявлено повышение количества эритроцитов на 36,85 % (P<0,001) при острой интоксикации и на 22,71 (P<0,001) — при хронической интоксикации пяти- окисью ванадия; повышение концентрации гемоглобина — на 11,4 % (P<0,05) при острой интоксика- ции и на 13,53 (P<0,01) — при хронической интоксикации пятиокисью ванадия, соответственно пони- жение цветного показателя на 26,67 (P<0,001) во второй и на 18,89 % (P<0,001) — в третьей группах животных, что свидетельствует о развитии относительного эритроцитоза и хронической гипоксии и может быть связано со сгущением крови на основе обезвоживания организма. При введении препара- та «Салсоколлин» эритроциты и гемоглобин остаются повышенными по сравнению с контрольными данными, но цветовой показатель — в пределах контрольных данных, что свидетельствует о наличии эритроцитоза, но содержание гемоглобина в эритроците не уменьшается, соответственно гипоксия не наблюдается.
Показатели СОЭ при хронической интоксикации остаются в пределах колебаний контрольных данных, а при острой интоксикации пятиокисью ванадия регистрировалось некоторое увеличение СОЭ (на 32,47 % (P<0,001)). При введении препарата «Салсоколлин» СОЭ — в пределах контроль- ных данных, уменьшение количества лейкоцитов на 36,97 % (P<0,001) во второй группе и значитель- ное уменьшение количества лейкоцитов (на 57,92 % (P<0,001)) в четвертой группе животных по срав- нению с показателями крови контрольных крыс. В третьей и пятой группах при введении препарата
«Салсоколлин» количество лейкоцитов приблизилось к контрольным данным, на 15 % меньше в третьей и на 22,66 % больше в пятой группе по сравнению с контрольными данными (см. табл.).
Во второй экспериментальной группе животных в лейкоцитарной формуле наблюдалась эозино- пения (уменьшение количества эозинофилов на 41,18 % (P<0,001)), моноцитоз (увеличение моноци- тов на 189,27 %(P<0,001)) и незначительная лимфоцитопения с лейкопенией. При введении препарата
«Салсоколлин» в кровь третьей группы животных наблюдался моноцитоз на 42,86 % (P<0,05) по сравнению с контрольными данными, но по сравнению с данными 2 группы животных лейкоцитар- ная формула приблизилась к контрольным значениям.
В четвертой группе в морфологии лейкоцитов наблюдалась эозинопения — уменьшение эозино- филов на 47 % (P<0,001) и моноцитоз — увеличение моноцитов на 114,29 % (P<0,001), что, вероятно, связано с тормозящим действием увеличенной, повышенно функционирующей селезенки на костно- мозговое кроветворение, задержкой выхода из костного мозга лейкоцитов, что создает картину селе- зеночной лейкоцитопении. В пятой группе лейкограмма в пределах контрольных значений (рис. 1).
Т а б л и ц а Изменения гематологических показателей при интоксикации пятиокисью ванадия
Показатели 1 группа 2 группа 3 группа 4 группа 5 группа Эритроциты(х1012/л) 4,16±0,03 6,24±0,17*** 6,33±0,05*** 5,60±0,16*** 5,93±0,06***
Гемоглобин(г/л) 125,15±0,48 142,09±1,27** 174,26±0,64** 139,47±1,70* 168,25±1,4***
ЦП(ед) 0,90±0,01 0,66±0,01*** 0,85±0,006 0,73±0,01*** 0,85±0,008
СОЭ(мм/ч) 3,85±0,15 5,10±0,34** 4,5±0,32 3,80±0,31 4,1±0,12
Лейкоциты (х109/л) 5,87±0,16 3,70±0,16*** 7,2±0,74 2,47±0,34*** 5,07±0,38 Примечание. * — Р< 0,05; ** — Р< 0,01; *** — Р< 0,001.
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Палочкоядерные нейтрофилы Сегментоядерные нейтрофилы Эозинофилы Базофилы Моноциты Лимфоциты
%
1 группа 2 группа 3 группа 4 группа 5 группа
Рис. 1. Лейкоцитарная формула при интоксикации пентаоксидом ванадия и на фоне коррекции препаратом «Салсоколлин»: 1 группа — контрольные животные; 2 группа — животные, подвер- гнутые острой интоксикации; 3 группа — животные, подвергнутые острой интоксикации и полу- чавшие препарат «Салсоколлин»; 4 группа — животные, подвергнутые хронической интоксика- ции; 5 группа — животные, подвергнутые хронической интоксикации и получавшие препарат
«Салсоколлин»
По результатам микроядерного тестирования было определено, что при хронической интоксика- ции частота появления микроядер выше, чем при острой интоксикации. Во второй группе животных этот показатель составлял 4,5±0,1 (P<0,001), в четвертой — 3,9±0,1 (P<0,001), а в контрольной — 2,9±0,07. В третьей и пятой группах животных частота появления микроядер осталась на уровне кон- трольных данных (рис. 2).
В результате наших исследований выявлено уменьшение содержания глюкозы при затравке V2O5 на 65,63 % (P<0,001) во второй группе животных и на 55,47 (P<0,001) — в четвертой, что свиде- тельствует о нарушении в обмене углеводов при интоксикации V2O5. В третьей группе сохранилось высокое содержание глюкозы — на 47,97 % (P<0,001) выше, чем в крови контрольной группы, в пя- той — выше на 55,94 % (P<0,001) (рис. 3).
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
1 группа 2 группа 3 группа 4 группа 5 группа
Количествомикроядер
Рис. 2. Частота спонтанных цитогенетических нарушений в эритроцитах периферической крови контрольных крыс и крыс, затравленных пятиокисью ванадия: 1 группа — контрольные живот- ные; 2 группа — животные, подвергнутые острой интоксикации; 3 группа — животные, подвер- гнутые острой интоксикации и получавшие препарат «Салсоколлин»; 4 группа — животные, под- вергнутые хронической интоксикации; 5 группа — животные, подвергнутые хронической инток- сикации и получавшие препарат «Салсоколлин»
У экспериментальных животных активность α-амилазы понижена при хронической интоксика- ции V2O5 на 22,7 (P<0,05), в третьей группе активность данного фермента ниже на 34,12 % по сравне- нию с контрольными данными, а при острой интоксикации и на фоне введения препарата «Салсокол- лин» активность данного фермента оставалась в пределах колебаний контрольных данных. Это сви- детельствует о нарушении обмена углеводов (рис. 3).
0 50 100 150 200 250
АЛТ АСТ Билирубин общ Билирубин прям Креатинин Общий белок Тимоловая проба Глюкоза Альфа- Амилаза
%
1 группа 2 группа 3 группа 4 группа 5 группа
Рис. 3. Биохимический состав крови при интоксикации пентаоксидом ванадия и на фоне коррек- ции препаратом «Салсоколлин»: 1 группа — контрольные животные; 2 группа — животные, под- вергнутые острой интоксикации; 3 группа — животные, подвергнутые острой интоксикации и по- лучавшие препарат «Салсоколлин»; 4 группа — животные, подвергнутые хронической интоксика- ции; 5 группа — животные, подвергнутые хронической интоксикации и получавшие препарат
«Салсоколлин»
Содержание общего белка в плазме понижено во второй группе животных на 32,03 (P<0,05), в третьей — на 30,35 (P<0,05), в четвертой — на 38,84 (P<0,05), а в пятой — на 27,69 %, что свидетель-
ствует о задержке воды при заболеваниях, сопровождающихся отеками или большими потерями бел- ка с мочой, например при сердечной декомпенсации или нефритах.
Тимоловая проба во второй группе выше на 118 (P<0,001), в третьей — на 50, в четвертой — на 62 % (P<0,01), в пятой группе незначительно изменена по сравнению с контрольной группой живот- ных. Положительная тимоловая проба специфична для поражения печени. Но при применении препа- рата «Салсоколлин» эта проба показала улучшение функционального состояния печени.
Креатинин на 25,24 % (P<0,001) увеличен во второй и незначительно — в четвертой группе эк- спериментальных животных. Так как содержание креатинина в сыворотке крови увеличивается при значительном ухудшении функции почек, можно предположить, что соединения ванадия в острых дозах влияют на функцию почек. При введении препарата «Салсоколлин» содержание креатинина незначительно изменилось (на 10 %) по сравнению с контрольной группой.
По результатам экспериментов активность АлАТ в группах, получавших пятиокись ванадия, бы- ла незначительно изменена, а активность АсАТ повышена во второй группе животных на 34,6, в чет- вертой — на 25 %. Увеличение активности АСаТ может свидетельствовать о неблагоприятных изме- нениях в клетках паренхимы печени и в сердечной мышце. При введении препарата «Салсоколлин»
наблюдалось незначительное (5 %) уменьшение активности аминотрансфераз по сравнению с кон- трольными данными, которое не имеет клинического значения.
Во второй группе содержание общего билирубина понижалось на 52,89 (P<0,001), а связанного
— на 62,69 % (P<0,001); в четвертой группе содержание общего билирубина понижено на 44,2 (P<0,001), а связанного — на 47,17 % (P<0,001). Это свидетельствует о нарушениях в пигментном об- мене, происходящих из-за развития воспалительных процессов в печени. При введении препарата
«Салсоколлин» уровень связанного и общего билирубина остается в пределах контрольных данных, что свидетельствует об улучшении желчевыделительной функции печени.
Выводы
Таким образом, и при острой, и при хронической интоксикации пятиокисью ванадия у животных в периферической крови выявлен относительный эритроцитоз с повышенным содержанием гемогло- бина, но более низким цветным показателем, возможно, свидетельствующим о развитии хронической гипоксии. Также выявлена лейкопения с эозинопенией, моноцитозом, свидетельствующая о подавле- нии лейкоцитопоэза. При введении препарата «Салсоколлин» относительный эритроцитоз сохраняет- ся, но цветовой проказатель приблизился к контрольным значениям.
При интоксикации пятиокисью ванадия уровень появления микроядер в периферической крови повышался и при хронической, и при острой формах затравки, что свидетельствует о воздействии данного токсиканта на генетический аппарат. При введении препарата «Салсоколлин» затравленным животным были показаны данные, близкие к контрольным.
Затравка в дозе V2O5 LD50 и 1/10 LD50 вызывает изменения в обмене белков, углеводов, жиров:
а) наблюдалось понижение содержания общего белка, повышение активности аминотрансфераз, что свидетельствует о неблагоприятных изменениях в клетках паренхимы печени, почек и сердечной мышцы;
б) со стороны углеводного обмена — понижение уровня глюкозы и альфа-амилазы, что, видимо, связано с интенсивным потреблением тканями углеводов;
в) в пигментном обмене — понижение билирубина, что показывает нарушения функции печени.
Применение препарата «Салсоколлин» коррегирует функциональные нарушения со стороны пе- чени и сердечной мышцы.
Список литературы
1. Войнар А.О. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека. – М., 1953.
2. Колесников С.Н., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф. Экологические функции почв и влияние на них загрязнения тяжелыми ме- таллами // Почвоведение. – 2002. – № 12. – С. 1509–1514.
3. Быковская М.С., Гиндзбург С.Л., Хализова О.Д. Методы определения вредных веществ в воздухе. – М.: Медицина, 1966. – С. 38–54.
4. Методические указания по применению унифицированных клинических лабораторных методов исследований / Под.
ред. В.В.Меньшикова. – М., 1973. – С. 45–47.
5. Козловская Л.В. Учебное пособие по клиническим лабораторным методам исследования (с элементами программирова- ния) / Л.В.Козловская, М.А.Мартынова /Под ред. Е.М.Тареева, А.В.Сумарокова. – М.: Медицина, 1975. – 352 с.
