Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современные представления о воздействии органических и неорганических веществ на организм .
1.1. Распространенность бензола и хрома в окружающей среде и механизмы их действия .
1.2. Пути преобразования бензола и хрома в организме
1.3. Влияние бензола и хрома на иммунологические параметры организма в эксперименте и клинике
1.3.1. Воздействие бензола и хрома на показатели периферической крови и костный мозг .
1.3.2. Воздействие бензола и хрома на факторы неспецифической резистентности .
1.3.3. Воздействие бензола и хрома на Т- и В-систему иммунитета
1.4. Влияние бензола и хрома на апоптоз
1.5. Влияние бензола и хрома на процессы СРО и ПОЛ 36
1.6. Влияние микроэлементного статуса организма на параметры иммунной системы
Глава 2. Материалы и методы исследований 47
2.1 Иммунологические методы исследования 47
2.2 Биохимические методы исследования . 52
2.3 Исследование микроэлементов в биосредах . 56
2.4 Статистические методы 57
Глава 3. Влияние бензола и бихромата калия и их комбинации на показатели периферической крови крыс Вистар и мышей (СВАХС57ВL6)F1 58
3.1. Влияние бензола, бихромата калия и их комбинации на
клеточный состав периферической крови крыс Вистар и
мышей (СВАхС57Вl6)F1 58
3.2. Влияние бензола, бихромата калия и их комбинации на фагоцитарную и метаболическую активность сегментоядерных нейтрофилов периферической крови и перитонеальных макрофагов крыс Вистар и мышей (СВАхС57Вl6)F1 65
3.3. Влияние бензола, бихромата калия и их комбинации на уровень лизоцима в сыворотке крови крыс Вистар и мышей (СВАхС57Вl6)F1 72
3.4. Влияние бензола, бихромата калия и их комбинации на параметры хемилюминесценции в сыворотке крови крыс Вистар 74
3.5. Влияние бензола, бихромата калия и их комбинации на активность антиоксидантных ферментов в эритроцитах крыс Вистар и мышей (СВАхС57Вl6)F1 75
3.6. Влияние бензола, бихромата калия и их комбинации на содержание микроэлементов в крови крыс Вистар 80
Глава 4. Влияние бензола, бихромата калия и их комбинации на лимфоидные органы крыс Вистар и мышей (СВАхС57Вl6)F1 84
4.1. Влияние бихромата калия на количество клеток и морфологические показатели лимфоидных органов крыс Вистар и мышей (СВАхС57Вl6)F1 84
4.2. Влияние бензола, бихромата калия и их комбинации на параметры хемилюминесценции в селезенке, печени крыс Вистар и мышей (СВАхС57Вl6)F1 107
4.3. Влияние бензола, бихромата калия и их комбинации на интенсивность образования диеновых конъюгатов и малонового диальдегида в селезенке и печени крыс Вистар 113
4.4. Влияние бихромата калия, бензола и их комбинации на содержание микроэлементов в селезенке крыс Вистар 118
4.5. Влияние бихромата калия, бензола и их комбинации на содержание микроэлементов в печени крыс Вистар 119
4.6. Влияние бензола, бихромата калия и их комбинации на митотическую активность и апоптоз лимфоцитов селезенки крыс Вистар 121
4.7. Связи между уровнем микроэлементов и значениями иммунологических и биохимических показателей крыс Вистар 123
Глава 5. Влияние бензола, бихромата калия и их комбинации на клеточный и гуморальный иммунный ответ крыс Вистар и мышей (СВАхС57Вl6)F1 127
5.1. Влияние бихромата калия, бензола и их комбинации на клеточный иммунный ответ крыс Вистар и мышей
(СВАхС57Вl6)F1 . 127
5.2. Влияние бихромата калия, бензола и их комбинации на гуморальный иммунный ответ крыс Вистар и мышей (СВАхС57Вl6)F1 128
5.3. Влияние бихромата калия, бензола и их комбинации на продукцию цитокинов спленоцитами крыс Вистар и мышей (СВАхС57Вl6)F1 131
5.4. Маркеры ответа иммунной системы на воздействие бензола,
бихромата калия и их комбинации 134
Заключение . 136
Выводы . 153
Литературный указатель .
- Пути преобразования бензола и хрома в организме
- Биохимические методы исследования .
- Влияние бензола, бихромата калия и их комбинации на уровень лизоцима в сыворотке крови крыс Вистар и мышей (СВАхС57Вl6)F1
- Влияние бензола, бихромата калия и их комбинации на интенсивность образования диеновых конъюгатов и малонового диальдегида в селезенке и печени крыс Вистар
Введение к работе
Актуальность исследования и степень ее разработанности
Иммунная система представляет собой исключительно сложную многокомпонентную
систему из быстро делящихся и покоящихся клеток, поэтому она является
высокочувствительной к воздействию различных антропогенных факторов, что является одной
из причин существенного роста заболеваемости, связанной с нарушением иммунитета, и в
первую очередь с нарушением иммунорегуляторных процессов. Снижение функций иммунной
системы под влиянием токсичных веществ вызывает индуцированный вариант вторичных
иммунодефицитных состояний (Хаитов, Р. М. Экологическая иммунология / Р. М. Хаитов, Б. В.
Пинегин, Х. И. Истамов. – М. : Изд-во ВНИРО, 1995. 219 с.; Забродский, П. Ф. Иммунотропные
свойства ядов и лекарственных средств. – Саратов : Изд-во Сарат. мед. ун-та, 1998. 214 с.;
Руководство по клинической иммунологии, аллергологии, иммуногенетике и
иммунофармакологии (для врачей общеклинической практики) : в 2 т. Т. 1 / А. А. Михайленко [и др.] ; под ред. В. И. Покровского. – Тверь: Триада, 2005. 512 с.). В качестве химических загрязнителей могут выступать различные органические соединения (толуол, бенз[а]пирен, бензол, формальдегид, хлорорганические, фосфорорганические соединения) и неорганические соединения (ртуть, мышьяк, бериллий, цинк, медь, никель, хром, свинец, кадмий и др.) (Куценко, С. А. Основы токсикологии. - СПб., 2004. 720 с.; Лабораторные методы исследования в клинике : справочник / В. В. Меньщиков [и др.] ; под ред. В. В. Меньщикова. – М. : Медицина, 1987. 368 с.; Бессонова, В. П. Хром в окружающей среде / В. П. Бессонова, О. Е. Иванченко // Питання біоіндикації та екології. – Запоріжжя : ЗНУ, 2011. – Вип. 16, № 1. С. 13– 29). При любом пути воздействия данных веществ возникает их непосредственный контакт с клетками иммунной системы и формируется системная реакция с соответствующими клинико-иммунологическими и гематологическими проявлениями.
К одним из наиболее распространенных химических поллютантов относятся соединения
хрома и бензола, основными источниками загрязнения которых являются автотранспорт,
предприятия газодобывающей, газо- и нефтеперерабатывающей промышленности,
машиностроения (Батян, А. Н. Основы общей и экологической токсикологии : учеб. пособие / А. Н. Батян., Г. Т. Фрумин, В. Н. Базылев. – СПб. : СпецЛит, 2009. 352 с.; Засорин, Б. В. Риски здоровью населения от воздействия факторов среды обитания урбанизированных территорий / Б. В. Засорин, К. К. Сабыр, А. Ж. Искаков. – Актобе, 2009. 152 с.; Kawasaki, Sh. Benzen-Extracted Components Are Important for the Major Activity of Diesel Exhaust Particles / Sh. Kawasaki [et al.] // Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 2001. Vol. 24. №4. P. 419-426.; Snyder, R. Benzene's toxicity : a consolidated short review of human and animal studies by HA Khan // Human & Experimental Toxicology. 2007. Vol. 26. P. 687-696). В литературе имеются немногочисленные работы о влиянии бензола и хрома на отдельные иммунологические параметры (Долгих, О. В. Специфическая сенсибилизация к низкомолекулярным соединениям у детей : научное обоснование диагностических систем : автореф. дис. ... д-ра мед. наук. - Пермь, 2002. 46 с.; Засорин, Б. В. Риски здоровью населения от воздействия факторов среды обитания урбанизированных территорий / Б. В. Засорин, К. К. Сабыр, А. Ж. Искаков. – Актобе, 2009. 152 с.; Мамырбаев, А.А. Токсикология хрома и его соединений / А.А. Мамырбаев – Актобе, 2012. 284 с.; Snyder, R. Benzene and leukemia // Crit. Rev. Toxicol. 2002. Vol. 32. P. 155-210; Modulation of mast cell and basophil function by benzene metabolites / M. Triggiani [et al.] // Current Pharmaceuyical Design. 2011. Vol. 17, № 34. P. 3880-3885).
Поскольку для современной промышленной экологии характерно комбинированное действие факторов производственной среды (Быстрых, В. В. Комплексная гигиеническая оценка факторов риска отдаленных последствий антропогенного воздействия : автореф. дис. … д-ра мед. наук. – Оренбург, 2000. 42 с.; Пинигин, М. А. Комбинированное и комплексное воздействие загрязнения окружающей среды / М. А. Пинигин, З. Ф. Сабирова, Н. Ф. Чанышева // Среда обитания и здоровье населения : материалы Всерос. науч.-практ. конф. – Оренбург, 2001. Т. 2. С. 83-84; Соболь, Ю. А. Оценка характера комбинированного действия некоторых
химических веществ в опытах in vivo и in vitro // Актуальные проблемы транспортной
медицины. 2010. № 4 (22). С. 101-105), то несомненный интерес может представлять
проведение модельного эксперимента по изучению влияния изолированного и
комбинированного действия хрома и бензола на иммунную систему экспериментальных животных.
Независимо от природы химических факторов, первым патогенетическим звеном их воздействия является мембраноповреждающий эффект, сопровождающийся нарушением функции ферментов, участвующих в детоксикации и элиминации патогенного начала (Окислительный стресс при воспалении / Е. Б. Меньщикова [и др.] // Окислительный стресс. Патологические состояния и заболевания. - Новосибирск : АРТА. 2008. С. 13-36; Искра, Р. Я. Биохимические механизмы действия хрома в организме человека и животных / Р. Я. Искра, В. Г. Янович // Украинский биохимический журнал. 2011. Т. 83, № 5. С. 5-11; Ross, D. The role of metabolism and specific metabolites in benzene-induced toxicity : evidence and issues // J. Toxicol. Environ Health A. 2000. Vol. 61. P. 357-372; Protein adducts of 1,4-benzoquinone and benzene oxide among smokers and nonsmokers exposed to benzene in China / K. Yeowell-O'Connell [et al.] // Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. 2001. Vol. 10. P. 831-838; Snyder, R. Xenobiotic metabolism and the mechanism(s) of benzene toxicity // Drug Metab. Rev. 2004. Vol. 36. P. 531-547). Одним из последствий воздействия антропогенных факторов на организм является активация процессов свободного радикального окисления, приводящая к развитию в организме окислительного стресса с одновременным угнетением естественных механизмов антирадикальной защиты (Жолдакова, З. И. Механизмы процессов биоактивации чужеродных химических веществ под действием ферментных систем организма / З. И. Жолдакова, Н. В. Харчевникова // Вестник Российской академии медицинских наук. 2002. № 8. С. 44-49; Сетко, Н. П. Особенности биологического действия сернистых соединений на женский организм / Н. П. Сетко, А. А. Стадников, Т. А. Фатеева. – М. : Медицина, 2004. 192 с.; Valko, M. Metals, Toxicity and Oxidative Stress / M. Valko, H. Morris, M. T. D. Cronin // Current Medicinal Chemistry. 2005. Vol. 12. P. 1161–1208; Dlugosz, A. Influence of chromium on the natural antioxidant barrier / A. Dlugosz [et al.] // Pol. J. Environ. Stud. 2012. Vol. 21. № 2. P. 331 – 335).
Вместе с тем в литературе отсутствовали данные, посвященные комплексному воздействию хрома и бензола на состояние свободнорадикального окисления (СРО) и антиоксидантных систем эритроцитов, поэтому представлялось актуальным в условиях модельного эксперимента изучение влияния указанных веществ на процессы СРО и активность антиокислительных ферментов эритроцитов крови при их раздельном и комплексном воздействии.
В последние годы в литературе появилось большое количество сообщений о влиянии
микроэлементов на клеточные и гуморальные параметры иммунной системы (Подколзин, А. А.
Факторы малой интенсивности в биоактивации и иммунокоррекции / А. А. Подколзин, В. И.
Донцов. - М., 1995. 195 с.; Засорин, Б. В. Иммунологическая характеристика
урбанизированных территорий / Б. В. Засорин, Л. С. Ермуханова, А. Ж. Искаков // Актуальные вопросы аллергологии и иммунологии. – Актобе, 2006. С. 192-193; / C. Y. Chen [et al.] // Toxicol. Appl. Pharmacol. 2003. Vol. 15, № 189 (3). P. 153-159; Jomova, К. Advances in metal-induced oxidative stress and human disease / К. Jomova, M. Valko // Toxicology. 2011. Vol. 283. Issues 2-3. P. 65-87). Показано, что уровень различных иммунологических параметров зависит от содержания эссенциальных и токсичных МЭ в объектах окружающей среды и, соответственно, в питьевой воде и продуктах питания (Быстрых, В. В. Гигиеническая оценка влияния питьевой воды на здоровье населения // Гигиена и санитария. 1998. № 6. С. 20-22; Экология человека на урбанизированных и сельских территориях / В. М. Боев [и др.]. – Оренбург, 2003. 392 с.; Боев, В. М. Микроэлементы и доказательная медицина. – М. : Медицина, 2005. 208 с.). В связи с данными литературы (Общая токсикология / под ред. Б. А. Курляндского, В. А. Филова - М. : Медицина, 2002. 608 с.; Кудрин, А. В. Микроэлементы в иммунологии и онкологии // А. В. Кудрин, О. А. Громова. – М. : ГЭОТАР-Медиа, 2007. 544 с.; Мамырбаев, А. А. Влияние производственного контакта с соединениями хрома на клеточный иммунитет работающих / А. А. Мамырбаев, Б. В. Засорин,
С. В. Малышкина // Гигиена труда и медицинская экология. 2005. № 3(8). С. 42-48; Bhasin, G. Low iron state is associated with reduced tumor promotion in a two-stage mouse skin carcinogenesis model / G. Bhasin, H. Kauser, M. Athar // Food Chem. Toxicol. 2002. Vol. 40, № 8. P. 1105-1111; Lee, D. W. Iron dysregulation and neurodegeneration : the molecular connection / D. W. Lee, J. K. Andersen, D. Kaur // 2006. Apr ; 6 (2). P. 89-97), изменение концентрации МЭ рассматривается в качестве одного из механизмов сдвигов иммунологических параметров при воздействии химических факторов. Вместе с тем, до начала данной работы отсутствовали работы по комбинированному воздействию бензола и хрома на уровень МЭ лимфоидных органов.
В настоящее время ведется поиск связей между факторами химической природы и последующими морфо-функциональными изменениями в организме. В связи с чем, представляло интерес исследование механизмов действия и выявление приоритетных маркеров ответа на комбинированное воздействие бензола и хрома в условиях модельного эксперимента.
Актуальность настоящей работы определяется тем, что до начала наших исследований в условиях модельного эксперимента не была проведена комплексная оценка сдвигов иммунологических параметров млекопитающих при влиянии бензола, бихромата калия и их комбинации; не были четко сформулированы представления о механизмах, определяющих формирование особенностей этих сдвигов; не были установлены приоритетные маркеры воздействия бихромата калия, бензола, их комбинации на организм. Все вышеизложенное послужило основанием для проведения данного исследования.
Цель исследования
Целью настоящего исследования явилась комплексная оценка воздействия бензола, бихромата калия и комбинации этих веществ на иммунную систему экспериментальных животных с определением механизмов и маркеров данного воздействия.
Задачи исследования
-
Определить воздействие бензола, бихромата калия и их комбинации на показатели периферической крови крыс Вистар и мышей (СВАхС57Вl6)F1 на 45, 90 и 135-е сутки экспозиции.
-
Оценить влияние бензола, бихромата калия и их комбинации на лимфоидные органы крыс Вистар и мышей (СВАхС57Вl6)F1 на 45, 90 и 135-е сутки эксперимента.
-
В эти же сроки исследовать воздействие бензола, бихромата калия и их комбинации на клеточный и гуморальный иммунный ответ крыс Вистар и мышей (СВАхС57Вl6)F1.
-
Определить маркеры ответа раздельного и комбинированного влияния бензола и бихромата калия на иммунологические параметры крыс и мышей и механизмы, определяющие морфо-функциональную перестройку иммунной системы при данном воздействии.
Методология и методы исследования
Экспериментальные исследования по изучению влияния бензола, бихромата калия и их комбинации проведены на 772-х здоровых половозрелых крысах-самцах линии Вистар массой 250-300 г и 604-х мышах (CBAxC57B16) F1 массой 20-25 г. Перед началом эксперимента животные содержались в карантине (1 мес.) с выбраковкой подозрительных на заболевание особей. Дозы токсикантов соответствовали одной ПДК (СанПиН 2.1.4.1074-01. «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». - М. : Роспотребнадзор. 2006. 102 с.; ГН 2.1.5.2280-07 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования». - М. : Роспотребнадзор. 2008. 48 с.).
Все животные, включенные в исследование, содержались на стандартном пищевом рационе и были разделены на 4 группы. Животные первой группы (контроль), содержались в
том же виварии и получали воду. Животные 2, 3, 4-х групп вместе с питьевой водой, перорально получали следующие химические вещества: животные второй группы - бензол («Полихим», Россия) из расчта 0,6 мл/кг, третьей группы - бихромат калия («Полихим», Россия) из расчта 20 мг/кг, четвертой группы - смесь бихромата калия (из расчта 20 мг/кг) и бензола (из расчта 0,6 мл/кг). Через 45, 90 и 135 суток животные выводились из эксперимента летальной дозой эфирного наркоза. Результаты, полученные у животных первой группы в каждой серии экспериментов, достоверно не отличались между собой, что позволило объединить их и использовать в качестве контроля.
Эксперименты проведены в соответствии с этическими нормами и рекомендациями по гуманизации работы с лабораторными животными, отраженными в «Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других целей» (Страсбург, 1985).
Иммунологические методы исследования
В крови, тимусе, селезенке и костном мозге определяли число и состав клеток в соответствии с лабораторными методами исследования экспериментальных животных (Горизонтов, П. Д. Стресс и система крови / П. Д. Горизонтов, О. И. Белоусов, М. И. Федотова. – М. : Медицина, 1983. 240 с.). В сыворотке крови определяли концентрацию лизоцима турбидиметрическим методом (Бухарин, О. В. Лизоцим и его роль в биологии и медицине / О.
B. Бухарин, Н. В. Васильев. – Томск : Изд-во Томского университета. 1974. 208 с.). Продукцию
цитокинов в супернатантах нестимулированных и стимулированных конкавалином А (Кон А)
культур спленоцитов (ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ-10, ИФН) оценивали с использованием метода ИФА
(тест–системы «Bender MedSystems», Австрия). Регистрацию результатов проводили на
фотометре Multiskan (Labsystems, Финляндия). Первичный иммунный ответ к
тимусзависимому антигену (эритроциты барана) исследован путем определения прямых
антителообразующих клеток (АОК) в селезенке по методу Ерне и количества гемагглютининов
в сыворотке крови (РГА). Формирование клеточного иммунитета исследовали на модели
локальной реакции гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) (Петров, Р. В. Диагностика
иммунопатологических состояний на основании оценки баланса в функционировании
компонентов иммунной системы / Р. В. Петров, К. А. Лебедев // Иммунология. - 1984. – № 6. -
C. 38-43). Иммунофенотипирование спленоцитов проводили с использованием
моноклональных антител ("eBioscience", США) к рецепторам CD3, CD4, CD8. Процентное
содержание CD3+-, CD4+-, CD8+- лимфоцитов селезенки определяли на проточном
двухлазерном цитофлюориметре "FACS Canto II" ("Becton Dickinson", США). Фагоцитарная и
метаболическая активность сегментоядерных нейтрофилов периферической крови и
перитонеальных макрофагов оценивалась по фагоцитарному показателю (ФП), фагоцитарному
индексу (ФИ) и тесту восстановления нитросинего тетразолия (Лабораторные методы
исследования в клинике : справочник / В. В. Меньщиков [и др.] ; под ред. В. В. Меньщикова. –
М. : Медицина, 1987. 368 с.).
Клеточный цикл и апоптоз спленоцитов оценивали методом окрашивания ДНК-флуорохромами, с последующей цитофлюометрией на проточном цитометре FAСS Calibur (Оценка апоптоза в иммунологических исследованиях / С. В. Сибиряк [и др.]. - Екатеринбург : УрО РАН, 2008. – 59 с.).
Биохимические методы исследования
Интенсивность процессов перекисного окисления липидов оценивали по величине спонтанной и железоиндуцированной хемилюминесценции (ХЛ) в сыворотке крови и гомогенатах печени и селезенки (Фархутдинов, Р. Р. Свободнорадикальное окисление в биологическом материале и хемилюминесцентные методы исследования в экспериментальной и клинической медицине. Уфа , 2002. С. 102-104). В эритроцитарной массе определяли активность антиоксидантных ферментов: каталазы – по скорости утилизации перекиси водорода (Zuck, H. In Methods of enzymatic analysis / ed. by H. Bergmeger, Pergamon Press. 1963. P. 885 - 894) и супероксиддисмутазы (СОД) – по аутоокислению адреналина (Сирота, Т. В.
Новый подход в исследовании процесса аутоокисления адреналина и использование его для
измерения активности супероксиддисмутазы // Вопросы медицинской химии. 1999. Т. 45, № 3.
С. 263-272). В гомогенатах печени и селезенки определяли содержание малонового
диальдегида (МДА) по методу (Ohkawa, H. Assay for lipid peroxides in animal tissues by thiobarbituric acid reaction / H. Ohkawа, N. Ohishi, K. Vagi // Analyt. Biohem. 1979. Vol. 95. P. 351-358), основанному на тесте с 2-тиобарбитуровой кислотой и диеновых конъюгатов (ДК) по характерному для диеновых конъюгатов максимуму поглощения раствора липидов в системе изопропанол-гептан (1:1) при длине волны 233 нм (Плацер, З. Процессы переокисления липидов при повреждении и ожирении печени / З. Плацер, М. Видлакова, Л. Кужела // Чехословацкое медицинское образование. 1970. Т 16, № 1. С. 30-41). Динамику нарастания концентрации МДА в печени и селезенке определяли посредством стимуляции ПОЛ с помощью Fe2+. Содержание белка в пробах определялось по методу Lowry O.H. (1951). Интенсивность хемилюминесценции регистрировали на приборе «Хемилюминомер ХЛ-003» (Россия), оптическую плотность проб измеряли на спектрофотометре «Genesys 5» (США).
Исследование микроэлементов в биосредах
Содержание МЭ (Fe2+, Cu2+, Zn2+, Cr3+, Ni2+) в крови и органах (печень, селезенка) крыс Вистар определялось атомно-адсорбционным методом (МР №4096-86, МУК 4.1.436. – 4.1.779. – 99) на спектрометре «КВАНТ-2А» (ООО «Корчек», Москва) в лаборатории ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Оренбургской области».
Статистическая обработка
Результаты проведенных исследований обработаны методами вариационной статистики с использованием пакета программ для ПК Microsoft Excel 7.0, STATISTICА 10.0, включая методы параметрического (критерий Стьюдента), непараметрического (критерий Манна-Уитни) анализов. Корреляционный анализ выполнен в рамках программы «Statistica for Windows 10.0». Для выделения значимых коэффициентов корреляции был выбран уровень значимости, принятый для медико-биологических исследований (р < 0,05). Результаты исследования представлены в виде медианы (Ме) и интерквартильного размаха (25-й и 75-й процентиль), а также в виде среднеарифметического значения (M±m).
Степень достоверности, апробация результатов, личное участие автора
Научные положения и выводы диссертации основаны на анализе достаточного объема экспериментального материала, адекватном подборе экспериментальных групп животных и применении современных методов исследования иммунологических и биохимических показателей в экспериментальных условиях. Для статистической оценки результатов в работе использовались современные методики сбора и обработки исходных количественных данных.
Материалы диссертации доложены и обсуждены на: региональной научно-практической конференции «Молодые ученые - здравоохранению» (Оренбург, 2005); IV научной конференции иммунологов Урала (Уфа, 2005); V конференции иммунологов Урала (Оренбург, 2006); Объединенном Иммунологическом Форуме (С.-Петербург, 2008); IX Российской конференции иммунологов Урала (Челябинск, 2011); Российской научно-практической конференции с международным участием «Медико-социальные аспекты формирования вторичных иммунодефицитных состояний у жителей Южно-Уральского региона» (Оренбург, 2011); X конференции иммунологов Урала с международным участием (Тюмень, 2012); Объединенном Иммунологическом Форуме (Нижний Новгород, 2013).
Автором проведен аналитический сбор отечественных и зарубежных источников литературы по изучаемой проблеме за последние 20 лет и предложен план выполнения работы с последующим набором фактического материала. Доля участия автора в накоплении материала – 75%, а в обобщении и анализе материала – до 90%. Автор лично участвовал в планировании и проведении экспериментов, статистической обработке, анализе, интерпретации и обсуждении полученных данных, подготовке к публикации основных результатов диссертационной работы в журнальных статьях и тезисах конференций.
Положения, выносимые на защиту
-
Хроническое воздействие комбинации бензола и хрома в организм крыс Вистар и мышей (CBAxC57B16) F1 приводило к угнетению клеточного (снижение числа клеток лимфоидного ряда и плазматических клеток, CD3+-, CD4+-, CD8+- лимфоцитов в селезенке, ослабление интенсивности реакции ГЗТ) и гуморального иммунного ответа (снижение абсолютного числа АОК на селезенку).
-
В основе выявленных сдвигов параметров иммунной системы лежит повышение интенсивности процессов СРО у крыс (сыворотка крови, селезенка, печень) и мышей (селезенка, печень) и ПОЛ (селезенка, печень крыс) на фоне снижения активности СОД, каталазы (крысы, мыши) и изменение уровня МЭ (снижение концентрации меди, никеля, железа (кровь, печень), повышение содержания хрома (кровь, селезенка, печень)).
-
Маркерами биологического ответа организма на изолированное действие бензола являются число клеток миелоидного и лимфоидного ряда в костном мозге; хрома -количество клеток миелоидного и эритроидного ряда в селезенке; на комбинированное воздействие бензола и хрома - число клеток лимфоидного ряда и плазматических клеток в селезенке.
Научная новизна
В условиях модельного эксперимента впервые проведена оценка сдвигов
иммунологических параметров крыс Вистар и мышей (СВАхС57Вl6)F1 при комбинированном воздействии бензола и хрома на 45, 90, 135-е сутки.
Комбинированное влияние бензола и хрома приводило к однонаправленным изменениям, носившим закономерный характер вне зависимости от видовых особенностей животных – крысы и мыши.
Впервые проведено иммунофенотипирование клеток селезенки у крыс и мышей, длительно получавших комбинацию бензола и хрома, которое установило снижение относительного и абсолютного числа CD3+-, CD4+-, CD8+- лимфоцитов у животных обоих видов.
Впервые исследовано комбинированное влияние бензола и хрома на уровень цитокинов,
продуцируемых спленоцитами крыс и мышей. Установлено увеличение уровня
противовоспалительного ИЛ-4 (крысы, мыши), снижение концентрации ИЛ-6, при этом содержание ИЛ-10 существенно не изменялось (крысы).
В условиях комбинированного влияния бензола и хрома у крыс обнаружено угнетение клеточного и гуморального иммунного ответа, которое выражалось в ослаблении интенсивности реакции ГЗТ, снижении абсолютного числа АОК на селезенку.
Получены новые сведения о механизмах, определяющих морфо-функциональную перестройку иммунной системы крыс и мышей, в основе которой лежит: активация процессов СРО у крыс (сыворотка крови, селезенка, печень) и мышей (селезенка, печень) и ПОЛ (селезенка, печень крыс) на фоне снижения активности СОД, каталазы (крысы, мыши) и изменение уровня МЭ (снижение концентрации меди, никеля, железа (кровь, печень), повышение содержания хрома (кровь, селезенка, печень)).
Теоретическая и практическая значимость работы
Анализ полученных данных позволил установить иммунологические показатели, свидетельствующие о развитии индуцированного варианта вторичного иммунодефицитного состояния при комбинированном влиянии бензола и хрома на иммунную систему экспериментальных животных.
Полученные данные позволили оценить роль комбинированного воздействия бензола и хрома в изменении параметров иммунной системы, содержания микроэлементов в биосредах, активности антиоксидантных ферментов, интенсивности СРО и ПОЛ.
Определены маркеры биологического ответа организма комбинированного воздействия бензола и хрома: число клеток лимфоидного ряда и плазматических клеток в селезенке.
Выявленные механизмы, лежащие в основе нарушений иммунологических показателей, являются экспериментальным обоснованием для разработки подходов к предупреждению отрицательных последствий комбинированного воздействия бензола и хрома.
Внедрение результатов исследования в практику
Полученные данные используются в учебном процессе для студентов медико-
профилактического и лечебного факультетов ГБОУ ВПО «Оренбургская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации.
По данным работы издано утвержденное Министерством здравоохранения
Оренбургской области информационное письмо «Морфофункциональная характеристика
гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной и иммунной систем организма
экспериментальных животных при воздействии хрома и бензола». – Оренбург, 2013. – 18 с.
Публикации
Соискатель имеет 85 работ, из них по теме диссертации опубликовано 32 работы общим
объемом 7,2 печатных листа, в том числе 24 публикации в научных журналах, которые
включены в перечень российских рецензируемых научных журналов и изданий для
опубликования основных научных результатов диссертации, 6 работ в материалах
всероссийских, международных конференций, съездов, пленумов, 1 статья в региональном
издании, подготовлено 1 информационное письмо «Морфофункциональная характеристика
гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной и иммунной систем организма
экспериментальных животных при воздействии хрома и бензола», утвержденное Министерством здравоохранения Оренбургской области.
Объем и структура диссертации
Работа изложена на 192 страницах машинописного текста, иллюстрирована 37 таблицами и 8 рисунками. Работа состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов. Библиография включает 324 литературных источников, из них 125 на русском языке.
Пути преобразования бензола и хрома в организме
В настоящее время многообразие химических веществ, обращающихся в среде обитания, различие их химической структуры и физико-химических свойств, трудности управления риском химических воздействий превратили химические соединения в реальную угрозу выживания человека и живой природы [77]. В качестве химических загрязнителей могут выступать соединения металлов [121,188,195,129,304], различные органические соединения [56,79,13].
Из всех классов неорганических соединений, поступающих в биосферу в результате человеческой деятельности, наибольшее внимание привлекают тяжелые металлы (Pb, Cd, Hg, Ni, Co, Cr, Cu, Zn, As, Sb, Se) [38,91,46,7], которые относятся к числу важнейших факторов, обуславливающих загрязнение водных объектов.
Среди тяжелых металлов хром занимает одно из приоритетных мест, так как, во-первых, достаточно широко используется в промышленности (горнодобывающие, машиностроительные, металлообрабатывающие, текстильные и др.), а также поступает в атмосферу при сжигании бурых каменных углей [76,31,40,166,192]. Во-вторых, необходим для нормального протекания биохимических процессов и, в-третьих, являясь металлом с переменной валентностью, в степени окисления +6 проявляет металл–индуцированную токсичность и канцерогенность в основе которой лежит генерация и роль активных форм кислорода [304], в результате чего в организме реализуется так называемый «окислительный стресс» [96,11,160,167,204], который является одним из центральных звеньев в патогенезе большинства неинфекционных заболеваний. Среди многочисленных загрязнителей окружающей среды органического происхождения бензол и его производные относятся к категории наиболее распространенных [27,8,60,7,232]. Бензол применяется как растворитель и разбавитель красок, лаков, смол, жиров, каучука, в качестве добавки к автомобильному топливу, что способствует повсеместному распространению бензола в воздухе [209,283].
Все это определяет необходимость выявления новых причинно-следственных связей, составляющих механизм развития патологических процессов при наличии экологически неблагоприятных факторов и отбор информативных тестов и показателей для оценки действия этих хрома и бензола.
Вместе с тем, важность решения проблем, связанных с влиянием химических веществ на организм определяется еще и тем, что в связи с развитием промышленности и нарастанием процессов урбанизации, создаются условия поступления в организм человека одновременно нескольких или многих вредных химических веществ. В связи с этим появилось такое понятие, как комбинированное действие химических веществ на организм.
Согласно классификации [77], механизмы комбинированных взаимодействий можно разделить на две группы: 1 группа - связанные с химическим взаимодействием токсикантов, 2 группа – не связанные с химическим взаимодействием токсикантов.
Первая группа взаимодействия химических веществ связана: а) с образованием хелатных комплексов между металлами и органическими веществами, чаще такое взаимодействие ослабляет токсический эффект тяжелых металлов, делая их менее доступными для связывания с биологическими макромолекулами; б) с образованием гидрофобных хелатных комплексов, что может способствовать проникновению металлов внутрь клетки, резко увеличивая проницаемость мембран для их ионов (механизм потенцирования).
Вторая группа комбинированных взаимодействий, не связанные с химическим взаимодействием токсикантов, может быть связана с: а) торможением одним веществом процессов обезвреживания или выведения другого (например, за счет угнетения ферментной системы, обеспечивающей детоксикацию); б) активацией одним из веществ ферментных систем, осуществляющих метаболизм второго вещества с образованием более токсичного продукта (так называемый «летальный синтез»); в) образованием дополнительных повреждений за счет взаимодействия субповреждений, индуцируемых каждым из веществ в отдельности, но не являющихся значимыми при раздельном воздействии каждого из них, в частности это характерно для токсикантов, действие которых связано с повреждением генетического материала клетки, то есть для канцерогенных и мутагенных веществ.
Таким образом, изучение комбинированного действия химических веществ различной природы в условиях современного промышленного производства чрезвычайно актуально, поскольку имеющиеся в настоящее время сведения о характере действия отдельных химических веществ, в том числе о хроме и бензоле, не позволяют в полной мере дать оценку опасности совместного поступления их в организм.
Биохимические методы исследования .
Анализ литературных данных, представленных в главе 1 свидетельствует о том, что одним из последствий воздействия антропогенных факторов на организм является активация процессов СРО. Среди поллютантов, обладающих выраженным окислительным действием являются d-металлы (марганец, никель, цинк, железо, медь, хром и др.) и органические соединения (бензол, бенз(а)пирен, хлорбензол, фенол и др.) [11,10,130,304,232]. Поскольку одна из причин выявленной иммуносупрессии, может быть связана с активацией процессов СРО, было изучено состояние СРО при действии изученных веществ на различных сроках воздействия.
В сыворотке крови крыс, получавших бензол (табл.3.4.1.), установлено увеличение величины спонтанной светимости в 2,5 раза, в группе крыс, получавших комбинацию веществ – в 5,2 раза на 135-е сутки эксперимента.
Другой параметр ХЛ – быстрая вспышка, демонстрирует концентрацию перекисных соединений в сыворотке, имеет примерно ту же зависимость, что и спонтанная светимость и выражается в увеличении: в 3 группе в 6,5 раза на 90-е сутки, во 2 группе - в 2,3 раза и 4 группе – в 4,2 раза на 135-е сутки воздействия.
Светосумма медленной вспышки – показатель, отражающий суммарную антиоксидантную активность сыворотки, и находящийся в обратной зависимости от нее, практически во всех группах, характеризовалась на ранних сроках наблюдения депрессией антиоксидантной активности. На 90 сутки эксперимента отмечалась компенсаторная мобилизация, на 135-е сутки – опять депрессия. Максимальное падение антиоксидантной активности сыворотки была выражена при воздействии комбинации поллютантов – в 2,5 раза на 135-е сутки экспозиции. Таблица 3.4.1 Влияние бензола, бихромата калия и их комбинации на параметры хемилюминесценции в сыворотке крыс Вистар
Таким образом, результаты изучения параметров ХЛ в сыворотке крови крыс опытных групп установил общую тенденцию увеличения интенсивности СРО. Наиболее выраженные изменения изученных параметров обнаруживались в группах крыс, получавших бензол и комбинацию веществ, и выражались в повышении величины спонтанной светимости и интенсивности светосуммы медленной вспышки, установленные на поздних сроках эксперимента.
Влияние бензола, бихромата калия и их комбинации на активность антиоксидантных ферментов в эритроцитах крыс Вистар и мышей (СВАхС57В16)Fl
Представленные выше данные свидетельствуют об активации процессов СРО. Одна из причин такой активации может быть связана со снижением активности антиоксидантных ферментов, поэтому, на данном этапе работы была исследована активность СОД и каталазы в различные сроки воздействия изучаемых веществ.
В таблицах 3.5.1. – 3.5.2. представлена динамика изменений активности СОД и каталазы в эритроцитах крыс Вистар и мышей (СВАхС57Вl6)F1, подвергшихся воздействию бензола, бихромата калия и их комбинации в течение 45, 90 и 135-е дней.
Влияние бензола, бихромата калия и их комбинации на активность антиоксидантных ферментов в эритроцитах крыс Вистар
Исследование состояния антиоксидантных ферментов крыс (табл. 3.5.1.) выявило падение активности СОД, начиная с 45 дня эксперимента, и к 135 суткам отмечалась выраженная депрессия СОД. Так, по отношению к уровню показателей контрольной группы, в группе крыс, получавших бензол, установлено, снижение активности СОД в 1,8 раза на 90 сутки и в 3,7 раза на 135-е сутки, активность каталазы также уменьшалась, что составило 1,1 раза на 45-е сутки и 1,6 раза на 135-е сутки эксперимента.
Поступление бихромата калия приводило к менее выраженной депрессии СОД, которая выражалась в незначительном снижении ее активности на 45 сутки – в 1,2 раза и в 1,8 раза на 90 и 135-е сутки. Наиболее существенное падение активности СОД отмечалось при введении комбинации веществ и составляло в 1,5 раза на 45-е сутки, в 1,9 раза и 8,7 раза на поздних сроках воздействия.
Снижение активности другого антиоксидантного фермента – каталазы было менее выраженным и составляло 1,1, 1,2 и 1,3 раза на 45-е сутки во всех опытных группа крыс, а при поступлении бихромата - 1,5 раза на 135-е сутки экспозиции. При этом следует отметить тенденцию к нарастанию активности каталазы на 90-е сутки эксперимента во всех опытных группах крыс, что может свидетельствовать о двухфазном изменении активности фермента под воздействием изучаемых веществ. С другой стороны, этот факт может быть объяснен особенностями самого фермента, а именно, зависимости его активности от многих факторов, одним их которых может являться выраженная депрессия СОД. В условиях подавления активности СОД тормозится накопления Н2О2 в клетках – основного субстрата каталазы, который в высоких концентрациях обладает ингибирующим действием на каталазу, так как она является ингибирующим ферментом, поэтому это способствует сохранению активности каталазы, что выявлено на 90-е во всех опытных группах и 135-е сутки в 4 группе крыс. Таким образом, активность антиоксидантных ферментов в эритроцитах крыс всех опытных групп характеризовалась снижением. При этом активность СОД достигала минимума на поздних сроках эксперимента во всех опытных группах животных, в то время как активность каталазы – на 45 и 135-е сутки чаще всего у крыс 2 и 3 групп.
Влияние бензола, бихромата калия и их комбинации на состояние антиоксидантных ферментов эритроцитов мышей (СВАхС57Вl6)F1
Сходные результаты были получены и при исследовании активности антиоксидантных ферментов у мышей (табл. 3.5.2.). Установлено, что по отношению к уровню показателей контрольной группы, у животных, подвергшихся воздействию бензола, выявлено снижение активности СОД на 45 и 135-е сутки в 1,4 раза и 2,4 раза соответственно. Активность каталазы уменьшалась в 1,4 раза на 135-е сутки воздействия.
Влияние бихромата калия характеризовалось разнонаправленным изменением активности СОД – уменьшение в 1,7 раза на 135-е сутки и увеличение в 1,3 раза на 90 сутки. Активность каталазы незначительно снижалась на 45-е сутки, в 1,9 раза на 135-е сутки и на 90-е сутки почти не изменялась. Поступление комбинации бензола и бихромата калия приводило к падению активности СОД – незначительно на 45 и 90-е сутки и в 2,5 раза на 135-е сутки воздействия. Активность каталазы была снижена в 1,4 раза на 45-е сутки и в 1,7 раза на 135-е сутки экспозиции.
Влияние бензола, бихромата калия и их комбинации на уровень лизоцима в сыворотке крови крыс Вистар и мышей (СВАхС57Вl6)F1
Таким образом, результаты изучения параметров ХЛ в селезенке мышей опытных групп показали общую тенденцию увеличения интенсивности СРО. Наиболее выраженные изменения изученных параметров обнаруживались в группе мышей, получавших комбинацию веществ, и выражались в повышении величины спонтанной светимости, быстрой вспышки и интенсивности светосуммы медленной вспышки, установленные на 45 и 90 сутки эксперимента.
В целом, исследование влияния бензола, бихромата калия и их комбинации на параметры ХЛ в селезенке крыс и мышей опытных групп установило их увеличение. Наиболее выраженные изменения изученных параметров обнаруживались в группе крыс и мышей, получавших комбинацию веществ, и выражались в повышении величины спонтанной светимости, быстрой вспышки и интенсивности светосуммы медленной вспышки, установленные на 45, 90 и 135 сутки эксперимента. Выявленные изменения свидетельствуют об активации процессов СРО в селезенке экспериментальных животных.
Быстрая вспышка нарастала при введении бензола в 4,2 раза, бихромата калия – в 4,1 раза, комбинации поллютантов – в 5,1 раза на 45 сутки эксперимента.
Интенсивность светосуммы медленной вспышки была повышена во всех опытных группах на всех сроках эксперимента, что выражалось в увеличении этого параметра при введении бензола в 2,4 раза на 45 сутки, бихромата калия – в 2,3 раза на 135 сутки, комбинации веществ - в 3,1 раза на 90 сутки воздействия.
Таким образом, результаты изучения параметров ХЛ в печени крыс опытных групп показали общую тенденцию увеличения интенсивности СРО. Наиболее выраженные изменения изученных параметров обнаруживались в группе крыс, получавших бензол и комбинацию веществ, и выражались в повышении величины спонтанной светимости, быстрой вспышки и интенсивности светосуммы медленной вспышки, установленные на всех сроках эксперимента.
Величина спонтанной светимости в печени мышей (табл. 4.2.2.2), по сравнению с контролем, была снижена при введении бихромата калия в 1,3 раза на 45 сутки эксперимента.
Быстрая вспышка нарастала при введении бензола и бихромата калия в 1,6 раза на 45 сутки, комбинации поллютантов – в 2,6 раза на 135 сутки экспозиции.
Интенсивность светосуммы медленной вспышки была повышена во всех опытных группах на всех сроках эксперимента, что выражалось в увеличении этого параметра при введении бензола в 1,8 раза на 45 и 135 сутки, бихромата калия – в 1,9 раза на 135 сутки, комбинации веществ - в 2,9 раза на 45 сутки воздействия.
Таким образом, результаты изучения параметров ХЛ в печени мышей опытных групп показали общую тенденцию увеличения интенсивности СРО. Наиболее выраженные изменения изученных параметров обнаруживались в группе мышей, получавших бензол и комбинацию веществ, и выражались в повышении величины быстрой вспышки и интенсивности светосуммы медленной вспышки, установленные на 45 и 135 сутки эксперимента.
В целом, исследование влияния бензола, бихромата калия и их комбинации на параметры ХЛ в печени крыс и мышей опытных групп установило увеличение их величин. При этом наиболее выраженные изменения изученных параметров обнаруживались в группе крыс и мышей, получавших комбинацию веществ, и выражались в повышении величины спонтанной светимости, быстрой вспышки и интенсивности светосуммы быстрой вспышки, установленные на 45, 90 и 135 сутки эксперимента, что может свидетельствовать об активации процессов СРО в печени экспериментальных животных.
Влияние бензола, бихромата калия и их комбинации на интенсивность образования диеновых конъюгатов и малонового диальдегида в селезенке и печени крыс Вистар
Негативные результаты нарушения окислительно-восстановительного баланса клетки реализуются, прежде всего, через усиление процесса ПОЛ, в который вовлекаются полиненасыщенные жирные кислоты в составе клеточных мембран [18,17,19,16]. Для изучения состояния ПОЛ было исследовано накопление первичных продуктов липопероксидации – диеновых конъюгатов (ДК) и вторичных продуктов – малонового диальдегида (МДА).
В таблице 4.3.1. и рисунках 1,2 представлена динамика образования ДК и МДА в селезенке и печени крыс Вистар в течение 45, 90 и 135 дней.
Исследование динамики образования ДК в селезенке крыс, подвергшихся воздействию бензола и бихромата калия (табл. 4.3.1.) установило, что по отношению к уровню показателей контрольной группы, выявлено увеличение концентрации ДК в 1,2 раза на 90 сутки эксперимента.
В группе крыс, получавших комбинацию веществ, отмечено нарастание уровня ДК в 1,8 раза на 45 сутки и в 2,0 раза на 90 сутки воздействия.
Уровень МДА в селезенке крыс (табл. 4.3.1.), получавших бензол, был незначительно повышен на 45 и 135 сутки эксперимента, при введении бихромата калия – на 45 и 90 сутки при максимальном увеличении в 3,1 раза на 135 сутки воздействия. Поступление комбинации веществ, приводило к нарастанию концентрации МДА в 6,8 раза на 90 сутки и в 13,2 раза на 135 сутки экспозиции.
В группе крыс, получавших комбинацию веществ, отмечено нарастание уровня ДК на всех сроках воздействия с максимумом на 90 сутки экспозиции – в 2,2 раза. Содержание МДА в печени крыс (табл. 4.3.1.), получавших бензол и бихромат калия, было повышено на всех сроках наблюдения с максимумом на 45 сутки – в 5,0 раза и 2,2 раза соответственно.
Поступление комбинации веществ также приводило к увеличению уровня МДА на всех сроках эксперимента и выражалось в повышении значения этого показателя в 5,3 раза на 45 сутки, в 3,3 раза на 90 сутки.
Таким образом, результаты исследования динамики образования ДК и МДА в селезенки и печени крыс выявили общую направленность нарастания их концентрации во всех опытных группах животных с максимумом для ДК на 90 сутки, а для МДА – на 45 сутки эксперимента. Установленные сдвиги чаще обнаруживались в группе млекопитающих, получавших комбинацию веществ.
Для того чтобы выяснить, как влияют изученные вещества на скорость ПОЛ, была проанализирована кинетика накопления МДА в тканях крыс. На рисунках 4.3.1 и 4.3.2 представлены кинетические кривые, отображающие скорость Fe2+ стимулированного нарастания МДА в селезенке (А) и печени (Б) крыс.
Влияние бензола, бихромата калия и их комбинации на интенсивность образования диеновых конъюгатов и малонового диальдегида в селезенке и печени крыс Вистар
Известно, что бензол и его метаболиты оказывают выраженное гематотоксическое действие, при этом в наибольшей степени страдает лимфоидная линия клеток, так как полигидроокисленные метаболиты бензола аккумулируются в костном мозге и лимфоидных органах, вызывая гипоплазию центральных и периферических органов иммунитета. Видимый признак такого явления – это уменьшение клеточности в органах кроветворения и лимфоидных органах (селезенка, тимус) [21,44,287,77,60], что установлено в настоящей работе.
Причинами этого могут быть уменьшение количества полипотентных стволовых клеток или клеток-родоначальников (предшественников всех видов клеточных элементов крови в органах кроветворения), что обусловлено, с одной стороны, прямым цитотоксическим действием на них бензола (или его метаболитов, в частности 1,4 – бензохинона) [77,311,143,189,316]. Известно также, что бензол в печени превращается в первичный метаболит – фенол, который является нереакционноспособным, дальнейшее его превращение происходит в клетках-мишенях костного мозга, содержащего пероксидазы, отсутствующие в печени, при этом образуются хиноны (это реакционноспособные метаболиты, например, 1,4-бензохинон), которые в дальнейшем через механизмы активации ПОЛ способны повреждать клетки, в данном случае - костного мозга [60,209,283].
Выявленное снижение количества лейкоцитов в периферической крови можно объяснить прямым цитотоксическим действием бензола, в частности, лейкопения может являться следствием торможения процессов деления в основном на уровне миелоцита и депонированием бензола, помимо костного мозга и в крови, а именно в лейкоцитах [285,286,316], которые окисляют бензол, что было доказано в модельных опытах с лейкоцитарной взвесью [72].
Установленное уменьшение числа нейтрофилов в костном мозге и селезенке согласуется с литературными данными о том, что действие бензола и его гомологов на кроветворную систему отражается на количественных и качественных изменениях клеток нейтрофильного ряда, а нейтропения является частым гематологическим признаком, который выявляется у людей, подвергшихся воздействию бензола, и у лабораторных животных, затравливаемых бензолом и его гомологами [72]. При этом механизм бензольной нейтропении может быть связан, во-первых, с торможением образования и пролиферации колонии материнских клеток нейтрофильного ряда, во-вторых, с сокращением продолжительности жизни этих клеток, обусловленное, уменьшением осмотической резистентности [72]. Другая причина уменьшения клеточности в органах кроветворения и лимфоидных органах может быть связана с ускоренной миграцией клеток, приводящей к опустошению лимфоидных органов.
Так, увеличение относительного и абсолютного числа клеток лимфоидного ряда в костном мозге, выявленное в миелограмме, можно объяснить поступлением лимфоцитов за счет клеток тимуса или селезенки, установленное нами в эксперименте, что обусловлено их мобилизацией и перераспределением в связи с необходимостью пополнения пула лимфоцитов в данном органе [26,42,246]. Вместе с тем, увеличение количества лимфоидных клеток, согласно литературным данным [25], происходит за счет миграции в костный мозг внекостномозговых лимфоцитов, необходимой для стимуляции гемопоэза. Снижение количества миелоидных клеток и нейтрофилов, возможно, связано с механизмом мобилизации нейтрофилов из костного мозга в кровоток, что подтверждается установленным в эксперименте нарастанием количества нейтрофилов в периферической крови.
Одним из механизмов опустошения селезенки может быть угнетение пролиферации лимфоидных клеток, то есть убыль числа клеток может зависеть от их естественной миграции из органа на фоне сниженного воспроизводства, что было показано при исследовании митотической активности и продолжительности митоза, что позволило определить количество клеток, покидающих орган [26].
Основными причинами убыли клеток в тимусе является их миграция из коркового вещества сначала в мозговое вещество, а затем в кровоток [70]. Однако при некоторых воздействиях определенное значение может иметь и лизис тимоцитов, причем степень лизиса лимфоидных клеток зависит от силы и характера воздействия [41,42].
Кроме того, не вызывает сомнения, что обнаруженные сдвиги клеточных популяций в лимфоидных органах не являются отражением только происходящих в них локальных процессов, но самым непосредственным образом связаны с центральным органом кроветворения –костным мозгом. Так, установлено, что при воздействии изучаемых веществ в костном мозге происходит снижение содержания кариоцитов на фоне уменьшения относительного (мыши) и абсолютного (крысы, мыши) количества клеток эритроидного ряда, а также относительного и абсолютного числа нейтрофилов (крысы, мыши) на фоне увеличения относительного содержания клеток миелоидного ряда (мыши).
