Введение к работе
Актуальность исследования. Свинец включен в список загрязняющих веществ ВОЗ как токсичный металл I класса опасности и является одним из наиболее токсичных и распространенных в окружающей среде тяжелых металлов (Gidlow D.A., 2004; Raviraja A. et al.,2008; Khan D.A. et al., 2010; Tabari S. et al., 2010; Falk H. et al., 2011). Источниками свинца для человека могут быть вода, атмосферный воздух, продукты питания, при этом уровень загрязнения окружающей среды этим металлом неуклонно растет (Скальный А.В. и др., 2004; Шекунов И.В. и др., 2002; Burren B.G. et al., 2010; Dong Z. et al., 2012; Falk H. et al., 2011; Queirolo E.I. et al., 2010; Feng J. et al., 2011; Zeng J. et al., 2011).
Несмотря на то, что свинец является одним из наиболее изученных промышленных ядов, его токсичность для человека продолжает вызывать значительный интерес. Достоверно установлена способность свинца оказывать токсическое действие в относительно низких концентрациях, которые ранее считались безопасными (LaBreche H.G. et al., 2011).
Одним из самых малоизученных аспектов свинцовой интоксикации является влияние свинца на иммунную систему. Имеются отдельные данные о способности свинца вызывать дисиммуноглобулинемию (Mishra K.P. et al., 2006), модифицировать ответ Т-лимфоцитов с переключением с Th1 на Th2 (Chen J.Y. et al., 2007), усиливать апоптоз клеток мишеней (Tousson E et al., 2011), снижать функциональную активность и количество макрофагов (Sengupta M. et al., 2002). Однако исследования в данном направлении малочисленны, их результаты неоднозначны, так как не дают целостного представления о происходящих в иммунной системе изменениях и механизмах их развития при свинцовой интоксикации, что необходимо для разработки патогенетически обоснованных способов профилактики. В качестве наиболее вероятных механизмов иммунотоксического действия свинца рассматриваются его прооксидантная активность (Трахтенберг И. М. и др., 2001) и влияние на обмен и биологические функции ряда макро- и микроэлементов в организме. Повышенное поступление свинца в организм может приводить к нарушению баланса в системе ПОЛ-АОЗ и дефициту некоторых эссенциальных микроэлементов, таких как Fe, Ca, Se, Zn. В то же время дефицит микроэлементов в организме и продуктах питания рассматривается как фактор, способствующий проявлению токсических эффектов свинца (Авцын А. П. и др., 1991). Приведенные данные свидетельствуют о том, что в разработке патогенетически обоснованных способов коррекции иммунотоксического действия свинца перспективным направлением является изучение модифицирующей активности эссенциальных микроэлементов, обладающих антиоксидантной и иммуномодулирующей активностью. В ряде экспериментальных исследований установлена способность селена ослаблять токсическое действие тяжелых металлов, а также его несомненная роль в механизмах поддержания окислительного гомеостаза и иммуномодулирующая активность (Галачиев С.М., 2004; Тутельян В.А. и др., 2002).
Исходя из вышеизложенного, актуальной является комплексная оценка влияния свинцовой интоксикации на разные звенья иммунной системы и исследование защитных свойств селена в отношении иммунотоксического действия свинца в эксперименте.
Цель исследования: экспериментальное изучение патогенеза нарушений иммунной системы при хронической свинцовой интоксикации и анализ возможности корригирующего влияния селенита натрия.
Задачи исследования:
-
Изучить влияние хронической свинцовой интоксикации на систему крови и костномозговое кроветворение крыс.
-
Изучить влияние хронической свинцовой интоксикации на факторы неспецифической резистентности экспериментальных животных.
-
Изучить влияние хронической свинцовой интоксикации на клеточный иммунитет у мышей в условиях свинцовой интоксикации.
-
Изучить влияние хронической свинцовой интоксикации на процессы клеточной гибели мононуклеаров периферической крови крыс.
-
Изучить влияние хронической свинцовой интоксикации на морфологию органов иммунной системы.
-
Изучить влияние хронической свинцовой интоксикации на систему перекисного окисления липидов – антиоксидантной защиты крыс.
-
Изучить характер функционально-морфологических изменений у экспериментальных животных, получавших на фоне хронической свинцовой интоксикации селенит натрия.
Научная новизна исследования. Проведено комплексное исследование влияния хронической свинцовой интоксикации на различные звенья иммунной системы и факторы естественной резистентности в экспериментальных моделях.
Установлено, что ацетат свинца при введении экспериментальным животным в течение 12 недель приводит к нарушениям фагоцитарного процесса, проявляющимся снижением поглотительной и переваривающей способности нейтрофильных гранулоцитов, снижением их функционального резерва; подавляет цитотоксическую активность натуральных киллеров.
Ацетат свинца при введении экспериментальным животным в течение 12 недель угнетает реакции клеточного иммунитета – спонтанную и митогениндуцированную пролиферативную активность Т-лимфоцитов, реакцию контактной чувствительности.
Показана способность ацетата свинца при введении в течение 12 недель усиливать апоптоз и некроз мононуклеаров периферической крови крыс в условиях проведенного эксперимента.
Профилактическое использование селенита натрия эффективно препятствует токсическому поражению иммунной системы при действии ацетата свинца.
Научно-практическая значимость работы. Данное исследование носит экспериментальный характер. Результаты относятся к области фундаментальных знаний, поскольку дают возможность раскрыть патогенетические механизмы свинцовой интоксикации и вести поиск новых эффективных фармакологических средств, обладающих профилактическим и лечебным действием.
Полученные данные свидетельствуют о способности ацетата свинца оказывать токсическое действие на систему иммунитета, что позволило расширить имеющиеся представления о патогенезе свинцовой интоксикации.
Полученные результаты исследования свидетельствуют о положительном предупреждающем влиянии селенита натрия на формирование нарушений иммунной защиты, что расширяет представления о возможностях профилактики и лечения свинцовой интоксикации. В работе подобран комплекс методов, позволяющий оценивать иммунотропную активность других тяжелых металлов и разрабатывать патогенетически обоснованные методы коррекции их токсического действия.
Таким образом, полученные результаты могут стать основополагающими для разработки способов профилактики и лечения свинцовой интоксикации не только в эксперименте, но и у человека путем последующих исследований.
Новые знания о патогенезе свинцовой интоксикации и методах патогенетической коррекции иммунотоксического действия свинца могут быть использованы в учебном процессе на кафедрах патофизиологии и фармакологии медицинских вузов.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Хроническая свинцовая интоксикация, вызванная ежедневным введением ацетата свинца (крысам в дозе - 10 мг/кг массы тела перорально через зонд, мышам – 0,2% р-р в качестве единственного источника питья) в течение 12 недель, оказывает повреждающее действие в отношении факторов неспецифической резистентности и иммунной защиты, которое проявляется нарушениями фагоцитарного процесса, угнетением клеточного иммунитета, усилением апоптоза и некроза мононуклеаров периферической крови, развитием гиперплазии в органах иммунной системы.
-
Хроническое введение ацетата свинца оказывает иммунотоксическое действие в результате усиления процессов перекисного окисления липидов.
-
Профилактическое введение селенита натрия (крысы - 4 мг/л питьевой воды, мыши 2 мг/кг корма) экспериментальным животным на фоне хронической свинцовой интоксикации, уменьшает выраженность токсических изменений системы иммунитета.
-
Дополнительное введение селенита натрия при хронической свинцовой интоксикации снижает повреждающее действие свободных радикалов в отношении иммунной системы.
Личный вклад автора. На основе проведённого автором аналитического обзора отечественной и зарубежной литературы ею осуществлялась разработка методических подходов и дизайна исследований. Автор непосредственно участвовала в проведении экспериментов, заборе материала для анализов, выполнении лабораторных исследований, проведении статистической обработки полученных результатов, их анализе, обобщении и подготовке публикаций.
Апробация диссертационной работы. Основные положения работы доложены и обсуждались на Х конференции молодых ученых СОГМА и Института биомедицинских исследований Владикавказского научного центра РАН «Молодые ученые» (Владикавказ, 2011 г.); на ХI и XII конференциях молодых ученых СОГМА и Института биомедицинских исследований Владикавказского научного центра РАН «Молодые ученые - медицине» (Владикавказ, 2012, 2013 г.г.); на 3-й международной научно-практической конференции «Молодые ученые в решении актуальных проблем науки» (Владикавказ, 2012); на XII Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи (Москва, 2012).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ, в том числе 3 в журналах, рекомендованных ВАК Минобразования России.
Структура диссертации. Диссертация изложена на 126 страницах компьютерного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, 2 глав результатов собственных исследований, заключения, выводов, списка литературы, приложений.
Диссертация иллюстрирована 32 рисунками, 2 схемами и содержит 13 таблиц. Библиографический указатель включает 174 источника литературы, из которых 46 работы отечественных и 128 зарубежных авторов.
