Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Обзор литературы 10
1.1. Влияние химических загрязнителей окружающей среды на систему крови 10
1.2. Мутагенное влияние химических факторов на систему крови.. 22
1.3. Характер адаптивных сдвигов вызванных химическим загрязнением окружающей среды 31
Глава II. Организация и методы исследования 40
2.1. Общая характеристика объекта исследования 40
2.2. Методы исследования химического загрязнения окружающей среды 40
2.3. Методы исследования эритроцитов крови 42
2.4. Методы исследования лейкоцитов крови 45
2.5. Методы исследования тромбоцитов крови 45
Глава III. Результаты собственных исследований 47
3.1. Краткая экологическая характеристика изучаемых районов . 47
3.2.Влияние химического загрязнения окружающей среды на морфоцитологические показатели крови 49
3.3. Особенности состояния эритроцитов крови при воздействии химического загрязнения окружающей среды 51
3.4. Влияние химического загрязнения окружающей среды на лейкоцитарную формулу крови 66
3.5. Особенности состояния тромбоцитов крови при воздействии химического загрязнения окружающей среды 76
Заключение 87
Выводы 97
Литература 98
Приложение 124
- Влияние химических загрязнителей окружающей среды на систему крови
- Характер адаптивных сдвигов вызванных химическим загрязнением окружающей среды
- Особенности состояния эритроцитов крови при воздействии химического загрязнения окружающей среды
- Влияние химического загрязнения окружающей среды на лейкоцитарную формулу крови
Введение к работе
Актуальность. С интенсивным развитием новых производственных технологий перед обществом возникли проблемы, связанные с загрязнением окружающей среды. Среди загрязнителей окружающей среды доминирующее положение занимают химические факторы. Химические вещества, используемые человеком в процессе производства, стали постоянно действующим фактором, влияющим на здоровье населения. Ведущую роль в загрязнении городов играют бенз(а)пирен, свинец, ртуть, хром и никель. Наиболее высокий индекс загрязнения в городских условиях отмечен по тяжелым металлам, оксидам углерода, азота и серы, а в сельских условиях - по пестицидам.
По данным официальной статистики суммарный уровень выбросов в России в последние годы составляет более 100 млн. тонн. Республика Башкортостан относится к регионам России, где отмечается высокая концентрация различных отраслей промышленности: добычи и транспорта газа и нефти, нефтепереработки и нефтехимии, химии, черной и цветной металлургии, приборо- и машиностроения, горнодобывающей, развитого агропромышленного комплекса. В связи с этим в республике создана сложная экологическая ситуация.
Химические вещества, используемые человеком в процессе производства, могут поступать в организм человека и животных с дыханием, пищей, водой, депонировать в отдельных органах и тканях, циркулировать в организме, включаться в процесс обменно-физиологических реакций и представлять потенциальную опасность для здоровья человека и организма животных (В.А.Дубровский, 1996; Л.М.Карамова, 1996; Д.А.Лещенко, 2000).
По данным ВОЗ, в среднем 25-30 % «вклада» в здоровье каждого человека вносит состояние окружающей среды. Многие государства уделяют недостаточно внимания проблемам загрязнения природной среды, что является причиной роста детской смертности, появления злокачественных новообразований, болезней системы кровообращения, органов дыхания, пищеварения. Загрязнения городских и сельскохозяйственных почв токсическими химическими веществами оказывают прямые последствия на здоровье человека, безопасность
продуктов питания и качество грунтовых вод. Основными источниками загрязнения почвы являются утечка химических веществ, оседание на почву присутствующих в воздухе загрязнителей, чрезмерное использование в сельском хозяйстве химикатов, неправильная тактика сбросов на землю жидких и твердых отходов. Просачивание химических веществ в водоносные пласты ставит под угрозу качество подземных вод, используемых для питья.
В современном обществе резко возрастает роль промышленной экологии, которая на основе оценки степени вреда, приносимого природе индустриализацией, призвана разрабатывать и совершенствовать инженерно-технические средства защиты окружающей среды, создавать безотходные и малоотходные технологические циклы и производства. Важнейшим звеном в обеспечении качества окружающей среды является наблюдение за ее состоянием, которое охватывает контроль не только источников загрязнения, но и исследования реакции биологических систем на эти воздействия. Поэтому, экологический мониторинг, изучающий динамику и структуру популяции флоры и фауны, представляет собой результат длительного воздействия постоянно изменяющихся внешних факторов. В этой связи, для предупреждения нежелательных перемен в природных популяциях, может быть вполне приемлемым определение ранних сдвигов на уровне отдельных групп особей.
Исследование воздействия экотоксикантов на млекопитающих имеет важное природоохранительное значение. Этот класс животных играет существенную роль в биоценотических процессах всех наземных биоценозов, в первую очередь, своим влиянием на другие компоненты экосистемы. Таким требованиям отвечают гематологические исследования. Так как система крови участвует в интеграции организменного ответа наряду с центральной нервной системой и гуморальными регуляторами, она приобретает значение системы го-меостатического регулирования, определяя возможность организма к сопротивлению на воздействие химических загрязнений и способностью к восстановлению.
Адаптация организма животных к окружающей среде является одной из главных проблем физиологии. Изучение особенностей реализации механизмов срочной и долговременной совершенной адаптации дает истинное представление о характере и степени антропогенного загрязнения окружающей среды. Необходимо удостовериться, достаточно ли физиологических возможностей организма для нейтрализации раздражающего действия химических загрязнителей путем реализации уже существующих звеньев приспособления или возникает необходимость в формировании новых адаптивных механизмов, и, каковы их конечные результаты.
Многие химические загрязнения кроме токсического действия обладают выраженной мутагенной активностью. Одним из тестов, позволяющих оценить нестабильность цитогенетического аппарата клеток организма, является подсчет микроядер в эритроцитах периферической крови (W.Schmidt, 1975; Н.Н.Ильинских и соавт., 1988).
Исходя из вышеприведенных положений, возникает необходимость в изучении влияния химического загрязнения окружающей среды на показатели состава крови животных.
Целью исследования явилось изучение влияния загрязнения на показатели крови животных, содержащихся в различных по степени химического загрязнения окружающей среды районах республики Башкортостан (на примере кроликов).
Задачи исследования:
Изучить характер изменений в показателях крови животных при воздействии химического загрязнения окружающей среды.
Установить участие отдельных компонентов крови (эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов) в процессе адаптации организма к химическому загрязнению окружающей среды.
Выявить особенности индивидуальной адаптации животных, содержащихся в районах с различной степенью химического загрязнения окружающей среды.
4. Изучить общетоксическое и мутагенное влияние химического загрязнения окружающей среды на клетки крови животных, содержащихся в различных по степени загрязнения окружающей среды районах республики Башкортостан. Основные положения, выносимые на защиту:
Количественно-качественный состав крови животных зависит от степени химического загрязнения окружающей среды.
Особенности показателей крови обусловлены защитно-приспособительной реакцией организма животных на воздействие неблагоприятных факторов окружающей среды.
Микронуклеограмма может служить критерием в оценке общетоксического и мутагенного воздействия химического загрязнения окружающей среды.
Научная новизна исследования.
Впервые проведена количественно-качественная оценка состава крови у животных, содержащихся в различных по степени химического загрязнения окружающей среды районах республики Башкортостан.
Обнаружены особенности адаптации организма животных на воздействие химического загрязнения окружающей среды.
Выявлено, что взрослые особи быстрее адаптируются к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды.
Показано, что растущий организм более чувствителен к неблагоприятному воздействию химических загрязнителей.
Выявлены характер и особенности морфофункциональных сдвигов, вызванных воздействием неблагоприятных факторов окружающей среды.
Установлено, что микроядерный тест может быть рекомендован для оценки общетоксического и мутагенного воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды.
Теоретическая и практическая значимость. Полученные результаты исследования:
уточняют и дополняют сведения об особенностях количественно-качественного состава крови животных, содержащихся в различных по степени химического загрязнения районах республики Башкортостан;
позволяют оценить темпы и динамику формирования индивидуальной адаптации организма животных в различных условиях химического загрязнения окружающей среды;
способствуют выявлению общетоксического и мутагенного воздействия химического загрязнения окружающей среды.
Результаты исследования могут быть использованы специалистами для проведения экологического мониторинга по изучению состояния окружающей среды с целью предупреждения негативного влияния химического загрязнения на популяцию животных.
Материалы работы могут быть рекомендованы для использования специалистами, занимающимися вопросами общей и экологической физиологии и учителями-биологами для чтения лекций и проведения семинарских занятий.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены: на межвузовской конференции «Экологические проблемы современности» (Уфа, 2001); республиканской научной конференции «Физическая культура и здоровье» (Уфа, 2002); научной конференции «Механизмы типовых патологических процессов» (Санкт-Петербург, 2003); XIX съезде физиологического общества им. И.П.Павлова (Санкт-Петербург, 2004); международной научно-практической конференции «Типовые патологические процессы» (Уфа, 2005); II съезде физиологов Урала «Актуальные проблемы иммунофизиологии» (Ека теринбург, 2006).
Публикации. Основное содержание исследования отражено в 6 печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертация объемом 126 страниц состоит из введения, обзора литературы, описания организации и методов исследования, результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, вы-
водов, списка использованной литературы включающего 263 источника, в том числе 73 иностранных авторов.
Диссертация иллюстрирована 18 таблицами и 3 приложениями.
Влияние химических загрязнителей окружающей среды на систему крови
В связи с ростом численности населения на планете возникли проблемы, связанные с загрязнением среды и истощением ее природных ресурсов. В настоящее время во многих городах России антропогенному воздействию подвергаются все элементы биосферы: атмосфера, поверхностные и грунтовые воды, почвенные экосистемы, растения и животные (В.С.Безель, 1994; Р.Ш.Кашапов, 1999,2003).
Исследования показывают, что антропогенные нагрузки превысили допустимый уровень, состояние окружающей среды близко к потере равновесной стабильности (Б.А.Ревич, 2001, В.В.Иванов, 1996; В.С.Безель и соавт., 1994; Д.А.Димитриев, 1999; А.А.Абдуллина, 2000; В.М.Боев, 2002).
С обострением экологической ситуации особую актуальность приобретает изучение влияния на организм животных и человека вредных химических факторов (Л.П.Зарипова, 2001). Химические загрязнения приводят к нарушению практически всех природных биогеохимических циклов. Любая деятельность человека оказывает влияние на окружающую среду, а ухудшение состояния биосферы опасно для всех живых существ, в том числе и для человека (Д.Н.Уразаев,1999; А.З.Равилов, 2001; Р.Ш.Кашапов, 2003; А.В.Скальный, 2000-2004; Т.К.Ларионова и соавт., 2004; Н. Г.Курамшина и соавт., 2004,2005).
Система крови прямо и опосредовано реагирует на воздействия различных факторов (П.Д.Горизонтов, 1981; Г.И.Козинец, 1990). Особенностью крови как функциональной системы является то, что она объединяет работу многих физиологических систем организма. Поэтому реакция системы крови часто оказывается в поле зрения авторов, занимающихся проблемами воздействия производственных, экологических, физических и химических факторов, окружающих человека. При любом воздействии этих факторов происходит их непосредственный контакт с клетками кроветворной и иммунной систем и формируется целостная системная реакция с соответствующими клинико-иммунологическими и гематологическими проявлениями.
Исходя, из характера действия токсических химических соединений на систему крови в литературе выделены:
1. Химические вещества «первичного действия» с избирательной токсичностью на систему крови - так называемые «кровяные яды».
2. Химические реагенты «вторичного действия», влияние которых на состояние крови осуществляется опосредованно через другие органы и системы организма (А.М.Рашевская, 1965).
В то же время отмечено, что химические вещества «первичного действия» имеют различные звенья-мишени в системе крови. Химические соединения, нарушающие процесс синтеза гемоглобина (тяжелые металлы); химические вещества, обусловливающие токсические превращения гемоглобина с образованием метгемоглобина и карбоксигемоглобина (окись углерода, бензол и его производные); химические факторы, угнетающие процессы кроветворения (ароматические углеводороды); химические реагенты гемолитического действия. (И.З.Гельман, 1929; Е.И.Фрейфельд, 1947; Д.Н.Гольдберг, 1948; О.М.Павлова и соавт., 1962; А.М.Рашевская, Л.А.Зорина, 1968; В.В.Соколов и соавт., 1981).
Изучение влияния химических факторов на систему крови предпринималось в процессе токсикологических, санитарно-гигиенических, экологических исследований отдельных объектов в промышленности, сельском хозяйстве, быту и в окружающей среде.
Так, рядом авторов исследовано состояние крови при действии тяжелых металлов, присутствующих в окружающей среде (Р.С.Гильденскиольд и соавт., 1992; Дж. Греф и соавт., 1994). Признаки анемизиции-эритроцитопения, рети-кулоцитоз, выявлены при воздействии фторида свинца (А.С.Филин и соавт., 1992), аллергическая реакция обнаружена при действии паст ПС-0701 и Д-0705, содержащих большое количество свинца (Ю.Н.Талакин и соавт., 1992). Тихой эпидемией названо хроническое отравление свинцом (J.G.Millichep, 1994). Также подробно описаны гематологические показатели при воздействии на кровь свинца другими авторами (И.А.Грибова и соавт., 1983; Б.А.Ревич, 1990; Ф.К.Идиатуллина и соавт., 1995; А.А. Раков и соавт., 1996; Л.А.Тарасова и соавт., 1998;А.В.Скальный и соавт., 2002). Исследования показали, что допустимая концентрация свинца в крови составляет 400 мкг/л (Н.Ф.Измеров и соавт., 2000). Содержание свинца в крови составляет от 100 до 150 мкг/л, независимо от пола и считается фоновым (П.А. Золотев и соавт., 1978; Р.С. Гильденскиольд и соавт., 1992).
При введении в организм железа проявляется токсический эффект и выявляются гематологические сдвиги. Так, А.А.Королев и соавт. (1991); О.А.Моденова (1992); Ю.Н.Талакин и соавт. (1992), изучая последствия одновременного действия марганца и железа, пришли к заключению об отсутствии достоверных изменений в крови при раздельном и совместном их введении в организм. Ю.Н.Талакин и соавт. (1992) установили подавление иммунной реакции организма под действием марганца. Различные исследователи определяют нормальное содержание железа в крови здорового человека в широком диапазоне: 309-521мг/л (А.В.Скальный, 2004), 415-600 мг/л (М.Г.Коломийцева, 1970), 447 мг/л (Дж.Эмсли, 1993).
При попадании марганца в организм через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт или кожу происходит замещение в ферментативных реакциях других металлов и он может выступать в виде катализатора других ферментов. Обычное его содержание составляет 16 мкг/л в эритроцитах и 4,3 мкг/л в плазме крови. Содержание марганца по данным ряда авторов не определяется однозначно: 80-120 мкг/л (М.Г.Коломийцева, 1970); 20-150 мкг/л (А.О.Войнар 1962; 1962), 1,6-7,5 мкг/л (Дж.Эмсли, 1993), 7-10,5 мкг/л (HJ.Bowen, 1979).
Характер адаптивных сдвигов вызванных химическим загрязнением окружающей среды
Оценка реакции организма на экстремальные воздействия - одна из важнейших задач, стоящих перед биологической наукой. Изучение непосредственного эффекта и последствий экстремальных влияний находится в тесной связи с исследованием устойчивости человека и животных к необычным факторам среды.
Экстремальные факторы - это крайние, весьма жесткие условия среды, неадекватные врожденным и приобретенным свойствам организма (П.П.Кузнецов, 1986).
В 1989-1990 гг. был открыт феномен адаптивной стабилизации структур (ФАСС) к широкому спектру повреждающих факторов, который состоит в том, что при адаптации к стрессу возрастает устойчивость не только целого организма, но также изолированных органов (Ф.З.Меерсон и соавт.,1993).
Адаптация организма к внешней среде происходит с помощью специфических и неспецифических механизмов (Р.М.Баевский и соавт., 1997). Физиологические механизмы адаптации организма к действию на него разнообразных факторов среды являются универсальными в процессе выработки приспособительных реакций, направленных на повышение неспецифической резистентности (Г.Селье, 1960; П.Д.Горизонтов, 1973; А.С.Солодков, 1977). Совокупность неспецифических реакций, возникающих в организме под влиянием чрезвычайных воздействий, обозначалась как «стресс», а факторы, способные вызвать состояние физиологического напряжения, назывались «стрессорами» (О.П.Ломов, 1983). Особое место в развитии процесса адаптации, и, следовательно, общего адаптационного синдрома принадлежит гипофиз-адреналовой (Г.Селье, 1960) и симпатико-адреналовой системам (Л.А.Орбели, 1938), от функционального состояния которых во многом зависит формирование процесса адаптации к неблагоприятным условиям окружающей среды. Установлено, что на самые разнообразные стрессовые воздействия надпочечники отвечали однотипной неспецифической реакцией - усилением биосинтеза стероидов корковым веществом и катехоламинов мозговым. Изменение неспецифической резистентности организма является наиболее общей чертой механизма адаптации (З.Н. Барбашова, 1960; П.Д.Горизонтов, 1973; И.А.Аршавский, 1976). Ряд исследователей не рассматривали гормональные факторы в качестве автономного механизма стресса и отводили ведущую роль нервной системе не только потому, что она часто служит пусковым механизмом, но и потому, что она непрерывно регулирует функциональное состояние всех органов, в том числе и эндокринных, приспосабливая их потенциал к работе (Я.Б.Лехтман и соавт., 1969). Предполагается, что включение неспецифических и специфических приспособительных процессов взаимосвязано и взаимообусловлено. Неспецифический механизм адаптации срабатывает сразу же после воздействия чрезвычайного фактора, т.к. для этого не требуется расшифровка характера вредного влияния, поэтому быстро развивается приспособительная реакция. Однако такая реакция организма менее целесообразна и направлена на ликвидацию патогенного агента (О.П.Ломов, 1983).
При длительном вредном взаимодействии, вполне рациональна замена неспецифических процессов адаптации специфическими, которые будучи более точными, требуют меньших затрат энергии и в их осуществлении участвуют меньшее число систем и органов (Л.Г.Охнянская, 1976). Поэтому, можно предположить, что как повышение, так и понижение функции надпочечников, отражает соответствующую периодизацию процесса адаптации, при которой общие неспецифические реакции переключаются на специфические.
В адаптации организма выделяют два направления: актуализацию - усиление функции и лабилизацию - включение других функциональных систем и структур в поддержании необходимого равновесия между организмом и средой (А.С.Солодков, 1977). Если актуализация общепризнанна, то лабилизация часто отождествляется с компенсацией. Под компенсацией понимается тип адаптационных реакций организма на повреждение, выражающихся в том, что органы и системы, непострадавшие от действия повреждающего агента берут на себя функцию поврежденных структур путем заместительной гиперфункции, или, качественно изменяют свою функцию (Ф.З.Меерсон, 1979). Сложность четкого разделения понятий адаптации и компенсации очевидна. Основным критерием позволяющим ограничивать эти два процесса является повреждение или нарушение функции организма (Л.Г.Охнянская, 1976). Иначе говоря, решающей для адаптации должна быть возможность системы или организма в целом возвращаться к исходному уровню после прекращения воздействия, т.е. обратимость изменения и напряжения функции, а для компенсации - нарушения и необратимость изменения функции системы или организма в целом. Учитывая вышеизложенное О.П.Ломов (1983) полагал, что включать в процесс физиологической адаптации лабилизацию функции организма, как и относить компенсаторные процессы к адаптированным, необоснованно. Некоторые авторы (С.Хохачко и соавт., 1977; Г.М.Шмерлинг и соавт., 1996; С.И.Шпак и со-авт.,1996) различают еще один вид адаптации - биохимический, который, является последним резервом, когда у организма нет поведенческих или физиологических способов избежать неблагоприятного действия среды. В данном случае речь идет о физиологической адаптации организма на клеточном уровне. Не менее важным являлся вопрос, как понимать адаптацию организма в аспекте приобретения новых, полезных свойств, необходимых для существования в изменившихся условиях среды. Например, у аборигенов Севера или у лиц, достаточно долгое время живущих в этих условиях, существенно снижен общий иммунологический фон (О.П.Ломов, 1983). Другие константы так же отличны от аналогичных показателей у людей, живущих в благоприятных условиях (Н.И.Бобров и соавт., 1979; А.В.Грибанов, 1995). В то же время можно считать, что организм людей, живущих на Севере, полностью адаптирован к природным условиям, не смотря на то, что у них многие биохимические и физиологические константы не соответствуют понятию нормы, относительно устойчивы и, как правило, могут нормализовываться годами, если не десятилетиями, в случае возвращения людей в южные зоны. Являются ли в этом случае процессы адаптации или деадаптации физиологическими, если критерием адаптации считать быструю обратимость выявленных изменений.
Особенности состояния эритроцитов крови при воздействии химического загрязнения окружающей среды
Данные, полученные в результате исследования состава крови в динамике, раскрывают определенные закономерности реакции организма млекопитающих на химическое загрязнение окружающей среды. Как в ИЗР (7 км от нефтеперерабатывающего комплекса), так во УЗР (20 км от нефтепромышленного комплекса) были выявлены достоверные изменения гематологических показателей (р 0,05). В ОЧР отмечались лишь небольшие статистически незначимые колебания со стороны показателей периферического состава крови.
Анализ показателей красной крови выявил вполне определенную тенденцию указывающую на анемизацию в условиях химического загрязнения окружающей среды (табл.З.ЗЛ; 3.3.2; 3.3.3). Изменения количества эритроцитов у животных, содержащихся в ИЗР, носили фазовый характер. Так, в исходном со-стоянии содержание эритроцитов в среднем равнялось 5,2±0,15x10 /л, а на 15, 30, 60, 90-е сутки составляло 4,7±0,16х1012л; 4,5±0,12х1012л; 4,2±0,13х1012л; 3,9±0,15х1012л. соответственно.
Следовательно, на 15-е сутки от начала исследования количество эритроцитов резко снижалось. В дальнейшем наблюдалось плавное снижение количества эритроцитов, с максимально выраженным изменением их числа к концу срока наблюдений. Количество эритроцитов в крови у кроликов в УЗР по мере продолжения исследований снижалось постепенно. Если в исходном состоянии этот показатель в среднем равнялся 5,2±0,14х1012/л, то на 15, 30, 60, 90 сутки, соответственно, 4,9±0,17х102/л; 4,7±0,16х102/л; 4,5±0,13х1012/л; 4,2±0,15х102/л. Очевидно, что снижение количества эритроцитов в крови исследуемых животных было обусловлено воздействием химического загрязнения окружающей среды.
Негативное влияние факторов окружающей среды, обусловливающее тканевую гипоксию, по механизму обратной связи должно стимулировать синтез эритропоэтинов и, соответственно, вызвать усиление эритроцитопоэза. Для подтверждения данного предположения нами изучалось состояние ретикулоци-тов крови. При этом, у животных, находящихся в УЗР и ИЗР, был выявлен ре-тикулоцитоз. У кроликов в ОЧР исходное количество ретикулоцитов в среднем составляло 30,5±0,91 %. На 15, 30, 60, 90-е сутки опыта этот показатель равнялся, соответственно, 31,5±0,89 %; 28,9±0,92 %; 29,8±0,96 %; 29Л1±0,93 %. Очевидно, что увеличение количества ретикулоцитов происходило прямолинейно. Через 15 суток нами выявлено нарастание количества ретикулоцитов и эта тенденция сохранялась до конца исследования. У животных в УЗР исходное количество ретикулоцитов составляло 29,9±0,97 %. На 15, 30, 60, 90-е сутки опыта этот показатель, соответственно, равнялся 31,6±0,95 %; 32,1±0,96 %; 32,9±0,94 %; 33,8±0,98%, что указывает на равномерное повышение числа ретикулоцитов. У животных, находившихся в ИЗР, исходные показатели количества ретикулоцитов в среднем были равны 29,9±0,89 %. На 15, 30, 60, 90-е сутки наблюдения нами было обнаружено плавное нарастание этого показателя, который равнялся 31,5±0,91 %; 32,8±0,87 %; 33,6±0,90 %; 34,7±0,92 % соответственно.
Количество эритроцитов (х102/л) 5,2±0,14 4,9±0,17 4,7±0,16 4,5±0,13« 4,2±0,15 Концентрация гемоглобина (г/л) 114,3±2,5 111,8±2,6 108,9±2,4» 103,8±2,7 98,9±2,6 Среднее содержание гемоглобина в 1 эритроците(pg) 18,3±0,36 17,9±0,34 17,5±0,38 16,4±0,35 16,8±0,37 Средняя концентрация гемоглобина в 1 эритроците(pg) 28,1±0,79 27,3±0,78 26,9±0,72« 26,1±0,76« 26,6±0,71 Величина гематокрита (%) 40,1±1,12 39,3±1,09 38,3±1,14 37,7±1,И 36,4±1,15 Ср. объем эритроцитов (мкм ) 70,6±1,93 68,8±1,90 66,7 1,80« 64,4±2,2 63,8±2,3 Величина разброса эритроцитов по объему (мкм ) 38,6±1,22 41,2±0,89» 43,1±1,12« 44,841,03 46,3±1,09 Ретикулоциты (%) 29,9±0,91 31,6±0,95« 32,1±0,96 32,9±0,94« 33,8±0,98 Примечание: р 0.05 -достоверность различий по сравнению с исходными показателями. Таблица 3.3.3 Динамика состояния эритроцитов у кроликов в интенсивно загрязненном районе (М±т)
Показатели Исходные показатели Сроки исследования сут. 30 сут. 60 сут. 90 сут.
Количество эритроцитов (хЮ 7л) 5,2±0,15 4,7 0,16 4,5 0,12 4,2 0,13 3,9 0,15 Концентрация гемоглобина (г/л) 113,1 2,8 109,2 3,1 107,8 2,9 102,8 2,6 96,2 2,7 Среднее содержание гемоглобина в I эритроците(pg) 18,9 0,31 17,5 0,29 16,3 0,33 15,9 0,32 15,1 0,3 Средняя концентрация гемоглобина в 1 эритроците (pg) 27,8 0,79 26,8 0,77 26,1 0,78 25,7 0,81« 25,3 0,76 Величина гематокрита (%) 40,1 1,21 38,5 1,24 36,9 1,23 34,1 1,25 32,9 1,24 Ср. объем эритроцитов (мкм ) 71,1 1,95 67,1 1,97 66,9 1,94 61,5 1,96 59,1 1,92 Величина разброса эритроцитов по объему (мкм3) 38,6 1,23 39,9 1,25 45,7 1,26 48,2 1,22 49,3 1,24 Рстикулоциты (%) 29,9 0,89 31,5 0,91 32,8 0,87 33,6 0,90 34,7 0,92 Примечание: р 0.05 - достоверность различий по сравнению с исходными показателями.
Сопоставление диаграммы концентрации ретикулоцитов крови у кроликов в ОЧР, УЗР и ИЗР, показало, что пик кривой по числу ретикулоцитов крови во всех трех изучаемых районах приходился на 15-е и 90-е сутки исследований. Следовательно, в наших экспериментах было обнаружено нарастание концентрации ретикулоцитов вплоть до 90-х суток, в ОЧР (от 30,5±0,91 % до 29,1 ±0,93 %), в УЗР (от 29,9±0,97 % до 33,8±0,98 %) и в ИЗР (от 29,9±0,89 % до 34,7±0,92 %) (табл. 1,2,3). Все это, в условиях дефицита количества эритроцитов, является отражением механизмов повреждения и защиты системы крови в условиях химического загрязнения окружающей среды. При экстремальных воздействиях на организм саморегулирующая система крови формирует защитно-приспособительную реакцию, которая подчиняется ряду общих законов развития. Среди этих законов важнейшим является то, что в условиях нормального течения саморегулирующихся процессов сила максимально возможных защитных приспособлений организма всегда должна быть больше, чем сила максимально возможного отклонения данного конечного приспособительного эффекта от константного уровня (П.К.Анохин, 1980). Вторым, важным законом обеспечивающим приспособление организма к стрессорным факторам, является закон опережающего отражения действительности. Эта закономерность, при последовательном влиянии любого агента внешнего мира на живую материю, может стать сигналом этой конечной жизненно важной реакции, которой замыкается ряд последовательных воздействий (П.К.Анохин, 1962).
Значительное увеличение концентрации ретикулоцитов в крови может быть вызвано и продолжительностью воздействия химических загрязнителей на организм животных. Подобную закономерность, в ходе длительной адаптации крыс при высокой температуре, обнаружила Л.П.Вырыпаева (1986). Однако, было отмечено, что наиболее высокое содержание в крови ретикулоцитов во время опытов соответствует меньшему количеству эритроцитов, что не компенсирует его дефицита. Это, очевидно, связано с тем, что в условиях выраженной эритроцитопении в организме развивается гипоксия, которая в свою очередь стимулирует эритроцитопоэз.
Таким образом, оценивая и обобщая вышеизложенные результаты исследования состава красной крови, следует отметить, что: - в результате пребывания животных в районах химического загрязнения окружающей среды развивалась тканевая гипоксия, что вызывало усиление кислородно-транспортной функции циркулирующей крови; - накопление продуктов распада эритроцитов стимулировало эритроцитопоэз.
У животных, содержащихся в УЗР на 15-е сутки выявлено усиление эрит-роцитопоэза, что привело к восстановлению количества эритроцитов до исходного уровня. У животных в ИЗР, очевидно, эритродиэрез преобладал над эрит-роцитозом, что и привело к прогрессивному падению количества эритроцитов.
Приведенная нами морфометрия эритроцитов в течение всего времени наблюдения наглядно отражает регенеративные сдвиги со стороны красной крови, наблюдаемые в процессе исследований (табл. 3.3.1; 3.3.2; 3.3.3).
Влияние химического загрязнения окружающей среды на лейкоцитарную формулу крови
В литературе имеются данные свидетельствующие о роли базофилов и эозинофилов в иммунных ответах организма на влияние факторов различной природы, в том числе на химические загрязнения (С.Д.Жамсаранова и соавт., 1986; А.Хэм и соавт., 1983). С целью выявления неспецифической иммунной защиты в условиях неблагоприятного воздействия химического загрязнения, нами изучены количественные и качественные параметры клеток белой крови. і В ОЧР общее количество лейкоцитов в начале эксперимента равнялось 6,4±0,18х109/л, на 15-е сут. - 6,7±0,16х109/л, на 30-е сут. - 6,9±0,19x10%, на 60-е сут. - 6,6±0,14х109/л, и на 90-е сут. - 7,1±0,16х109/л соответственно. Незначительные сдвиги выявленные в ходе исследований не были статистически значимы. Лейкоцитограмма кроликов в ОЧР в исходном состоянии имела следующие значения: базофилы составили - 2,56± 0,05 %, эозинофилы - 0,34±0,12 %, егментоядерные псевдоэозинофилы - 29,28±0,9 %, лимфоциты - 62,26±1,87 %. р последующие сроки исследования у животных в ОЧР в лейкоцитограмме достоверных изменений не наблюдалось. Таким образом, содержание лейкоцитов и лейкоцитограмма крови у кроликов, содержащихся в ОЧР, находились в пределах нормы.
Аналогично показателям красной крови у животных, содержащихся в УЗР и в ИЗР, наблюдались достоверные сдвиги в количестве лейкоцитов и значительные изменения в лейкоцитограмме (табл.3.4.1, 3.4.2, 3.4.3).
Сравнение количественных и качественных параметров клеток белой крови выявило существенные изменения со стороны неспецифической иммунной защиты организма в условиях неблагоприятного загрязнения окружающей среды. Это обосновывается тем, что достоверные сдвиги со стороны лейкоцитов выявлены у животных, содержавшихся в районах с умеренным и интенсивным химическим загрязнением окружающей среды. Количество лейкоцитов у животных как в УЗР, так и в ИЗР по мере увеличения срока их пребывания прогрессивно повышалось. Так, исходное количество лейкоцитов у кроликов в УЗР равнялось 6,9±0,19х109/л, на 15, 30, 60, 90-е сутки составляло 7,1±0,17х109/л, 7,4±0,21х109/л, 7,7±0,18х10%, 8,2±0,16х109/л соответственно.
Таким образом, постепенное повышение количества лейкоцитов, вероятно, было обусловлено различной степенью негативного воздействия химического загрязнения окружающей среды. Как видно на табл. 3.4.1, 3.4.2, 3.4.3 нарастание количества лейкоцитов происходило неравномерно. У животных, содержащихся в ИЗР, исходное их количество равнялось 6,9±0,17х109, на 15, 30, 60, 90-е сут., соответственно, 7,6±0,15x10%, 7,9±0,16x10%, 8,6±0,18x10%, 9,2±0,12x10%. На 15-е сутки опыта показатели были выше, чем на 30-е сутки, в последующие сроки наблюдения сохранялась тенденция к увеличению показателей. Эти колебания, в известной степени, повторяли количественные и качественные сдвиги со стороны красной крови, и, очевидно, были взаимосвязаны. В период наибольшего дефицита эритроцитов в циркулирующей крови наблюдался и наиболее выраженный лейкоцитоз. Такое совпадение, возможно, отражает стресс-реакцию организма на тканевую гипоксию, обусловленную негативным действием химических факторов загрязняющих окружающую среду.
В процессе исследования нами было определено соотношение количества лимфоцитов к общему числу лейкоцитов. В ОЧР исходный показатель соотношения количества лимфоцитов к общему числу лейкоцитов равнялся 62,26±1,87 %, на 15, 30, 60, 90-е сутки, соответственно, равнялся 62,24±1,89 %, 62,26±1,90 %, 62,27±1,86 %. У животных, которые содержались в УЗР, этот показатель на 15, 30, 60, 90-е сутки, соответственно, равнялся 60,73±1,87 %, 59,41±1,85 %, 57,82±1,86 %, 56,3±1,83%. В ИЗР количество лимфоцитов к общему числу лейкоцитов на 15, 30, 60, 90-е сутки, соответственно, равнялось 61,66±1,86%, 60,58±1,87%, 58,09±1,90%, 55,5±1,93 %. Однако, снижение процентного содержания лимфоцитов к общему числу лейкоцитов как в УЗР, так и в ИЗР не отражало угнетение лимфоцитопоэза, что подтверждается сохранением на одном уровне абсолютного числа лимфоидных клеток. Универсальная картина нейтрофильного лейкоцитоза со сдвигом «влево», характерна для общего адаптационного синдрома и говорит о перераспределительном процессе в клетках крови.
Что же касается других форм лейкоцитов, то следует заметить, что в условиях содержания животных в химически загрязненной окружающей среде, количество базофилов и эозинофилов снижалось, а количество моноцитов повышалось равномерно по мере продолжения исследования. Так исходное количество моноцитов у кроликов в ОЧР до начала исследования в среднем равнялось 3,87±0,08%; на 15-е сут. - 3,89±0,09 %, на 30-е сут. - 3,9±0,07 %, на 60-е сут. - 3,88±0,06 %, на 90-е сут - 3,86±0,09 %. Исходное количество эозинофилов было равным 0,3 4± 0,012 %, на 15, 30, 60, 90-е сутки, соответственно, составляло 0,37±0,04 %, 0,33±0,03 %, 0,35±0,05 %, 0,36 ±0,03 %. Исходное среднее значение базофилов равнялось 2,56 ±0,05 %, на 15, 30, 60, 90-е сутки, составляло 2,54±0,03 %, 2,53±0,06 %, 2,55±0,07 %, 2,58±0,02 % соответственно.
Изменения в лейкоцитограмме у животных, содержащихся в УЗР и в ИЗР, носили аналогичный характер. Так количество моноцитов у кроликов в УЗР на 15, 30, 60, 90-е сут. составляло - 4,2±0,09 %, 4,7±0,07 %, 4,88±0,06 %, 5,11±0,09 % соответственно. Количество эозинофилов в УЗР на 15, 30, 60, 90-е сут. составляло - 0,35±0,014 %, 0,36±0,013 %, 0,36±0,015 %, 0,36±0,013% соответственно. У животных, содержащихся в УЗР количество базофилов на 15, 30, 60, 90-е сут. составляло - 2,3±0,03 %, 2,24±0,06 %, 2,18±0,07 %, 2,12±0,02 % соответственно. Таким образом, изменения процентного содержания различных форм лейкоцитов у животных, содержащихся в УЗР, были незначительными.
