Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 9
1.1. Биологические свойства свинца и его действие на живой организм 9
1.2. Кинетика и метаболизм свинца в организме человека и животных 17
1.3. Клинические проявления воздействия свинца на организм человека и животных 20
1.4. Влияние свинца на плод и организм матери 28
1.5. Влияние свинца на кровь 30
2. Собственные исследования 35
2.1. Материалы и методы исследований 35
2.2. Содержание свинца в органах и тканях беременных белых крыс и их потомства 42
2.3. Морфологическая характеристика потомства белых крыс при воздействии ацетата свинца на организм матери 45
2.4. Влияние ацетата свинца на показатели крови потомства белых крыс в раннем постнатальном онтогенезе 49
2.5. Влияние ацетата свинца на строение печени потомства белых крыс в раннем постнатальном онтогенезе 57
2.6. Влияние ацетата свинца на строение почек потомства белых крыс в раннем постнатальном онтогенезе 75
Обсуждение результатов исследований 102
Выводы 119
Практические рекомендации 120
Список литературы 121
- Биологические свойства свинца и его действие на живой организм
- Влияние свинца на кровь
- Влияние ацетата свинца на показатели крови потомства белых крыс в раннем постнатальном онтогенезе
- Влияние ацетата свинца на строение почек потомства белых крыс в раннем постнатальном онтогенезе
Введение к работе
1.1. Актуальность темы. Одной из ведущих проблем в настоящее
время является изучение антропогенного воздействия солей тяжелых метал
лов на состояние здоровья человека и животных. Их соединения не разруша
ются в почве, воде, растениях и, накапливаясь в организме, они вызывают
изменения в органах и тканях (Ковальчук и соавт., 2002; Андрианова, 2003;
Сетко, Захарова, 2005). В числе этих соединений одно из первых мест зани
мает свинец (Иванова и соавт., 1995; Кроль, Ларионов, 1997; Носов, 1999;
Снакин, 1999; Котов, 2001; Stumon, 1991).
Высокая концентрация свинца в природных средах и накопление в организме человека и животных обусловлены промышленными выбросами и резким увеличением количества автомобилей, работающих на низкокачественном этилированном бензине (Ван Мансвельт, Мюллер, 1994; Кочуров, 1995; Скальный, 1997; Воронов, 1999). Попадая в организм, окислы и соли свинца оказывают токсическое воздействие на организм, вызывая поражение кроветворной, нервной, пищеварительной, выделительной и других систем (Ланд-риган, 1991; Нежданова, 1998; Бёккельман, Пфистер, 2001; Корбакова и соавт., 2001; Куценко, Здольник, 2003).
Рождение полноценного потомства, способного эффективно адаптироваться к условиям окружающей среды, во многом зависит от становления органов и систем в процессе эмбриогенеза (Семешок и соавт., 1999). К сожалению, достаточно часто физиологическое течение данного процесса оказывается нарушенным в результате воздействия токсичных веществ, в том числе и свинца, в период беременности (Саноцкий, Сальников, 1979; Колесников и соавт., 1986). Неблагоприятное действие свища на репродуктивную систему проявляется в бесплодии, выкидышах, осложнениях течения беременности и родов, задержке внутриутробного развития, патологии и пороках развития новорожденных (Динерман, 1980; Мищенко, 1997; Паранько и соавт., 2002).
К сожалению, до настоящего времени недостаточно изучены последствия, вызываемые в организме потомства свинцовой интоксикацией. В связи с этим возникла необходимость изучения действия свинцовой интоксикации материнского организма на кровь, печень и почки потомства, поскольку именно этим органам принадлежит важнейшая роль в поддержании гомео-стаза организма и обеспечении его адаптации к условиям внешней среды.
1.2. Цели и задачи исследования. Целью данной работы явилось
изучение влияния ацетата свинца через организм матери на показатели
крови, морфологию печени и почек потомства белых крыс в раннем
постнатальном онтогенезе.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
-
Исследовать морфологические и биохимические показатели крови потомства белых крыс на ранних этапах постнатального периода развития в норме и при воздействии ацетата свинца на организм матери.
-
Изучить морфологические изменения печени потомства крыс в раннем постнатальном онтогенезе в норме и при воздействии ацетата свинца на материнский организм. л
3. Изучить морфологические изменения почек потомства крыс на ранних сроках постнатального периода развития в норме и при воздействии ацетата свинца на организм матери.
Работа выполнена по теме: «Механизмы и индивидуальное развитие организмов (в норме и при патологии)», предложенной РАН (2003) по биологическим наукам 5.18. № госрегистрации 01200704777.
1.3. Научная новизна. Изучено влияние ацетата свинца через организм
беременных белых крыс на развитие печени, почек потомства в раннем пост
натальном онтогенезе. Впервые определено действие свинца на показатели
крови потомства крыс на ранних этапах постнатального периода развития
при внутриутробной интоксикации. Доказано, что свинцовая интоксикация
материнского организма вызывает снижение морфологических и биохимиче
ских показателей крови у новорожденных крысят и увеличение таковых в
более старшем возрасте.
Впервые изучены морфологические особенности печени и почек потомства белых крыс в раннем постнатальном онтогенезе при воздействии ацетата свинца на организм матери. Выявлено, что свинец вызывает в печени и почках потомства крыс дистрофические изменения и гемомикроциркуля-торные нарушения.
1.4. Научно-практическая значимость работы. Полученные данные
расширяют имеющиеся сведения о влиянии свинца на потомство в условиях
внутриутробной интоксикации.
Результаты по морфологическому состоянию печени и почек потомства в условиях пренаталыюй свинцовой интоксикации могут быть рекомендованы к использованию в практической медицине для глубокого понимания патогенеза заболеваний, возникающих в растущем организме в результате загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами.
Полученные данные по изменению показателей крови, морфологическим изменениям печени и почек потомства белых крыс в раннем онтогенезе в условиях свинцовой интоксикации материнского организма представляют интерес для сравнительной морфологии животных.
По результатам исследования подготовлено пособие для студентов биолого-химического факультета педагогического института «Свинец и его влияние на организм».
1.5. Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
-
Морфологические и биохимические показатели крови потомства белых крыс в раннем постнатальном онтогенезе при воздействии ацетата свинца в дозе 45 мг/кг на организм матери.
-
Морфологические изменения печени потомства белых крыс при воздействии ацетата свинца на организм матери в период беременности.
-
Морфологические изменения почек потомства крыс при воздействии ацетата свинца на материнский организм.
1.6. Реализация результатов исследования. По материалам диссерта
ции опубликовано 11 работ, в том числе 3 работы в центральной печати. Ос
новные результаты работы доложены на: II научной конференции с между-
народным участием «Приоритетные направления науки, техники и технологий». Астрахань, 14-17 сентября 2005 г.; VIII Международной научно-практической конференции «Экология и жизнь». Пенза, 24-25 ноября 2005 г.; VIII Конгрессе Международной Ассоциации морфологов «Закономерности морфогенеза». Орел, 15 сентября 2006 г.; научной международной конференции «Приоритетные направления развития науки». Нью-Йорк, Вашингтон, Орландо, Майами, Лас-Вегас, Лос-Анжелес, 26 октября - 10 ноября 2007 г.; ежегодных научных конференциях Мордовского государственного педагогического института имени М.Е. Евсевьева «Евсевьевские чтения». Саранск, 2005-2008 гг. Результаты исследования используются в учебном процессе в Мордовском государственном педагогическом институте, Мордовском государственном университете, Ивановской, Костромской, Брянской государственных сельскохозяйственных академиях, Казанской государственной академии ветеринарной медицины.
1.7. Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 147 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, методов исследования, собственных исследований, обсуждения результатов исследований, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, включающего 252 источника, из которых отечественных работ - 193, иностранных - 59. Текст иллюстрирован 8 таблицами, 41 рисунком (14 графиков, 27 фотографий).
Биологические свойства свинца и его действие на живой организм
Среди многочисленных загрязнителей окружающей среды особое место занимают токсичные химические элементы, большинство из которых относятся к группе тяжелых металлов. К тяжелым металлам относятся те металлы, которые имеют атомную массу 40 и более (Юкна, 2001). Наиболее токсичными тяжелыми металлами считаются те, содержание которых в живых организмах очень мало и достаточно небольшого абсолютного увеличения их концентрации, чтобы сделать ее опасной для процессов метаболизма. С этой точки зрения особо токсичными являются Hg, Pb, Cd, As, Co, Mo (Jarup Lars, 2003). По рекомендациям ЮНЕП в системе контроля над состоянием природной среды должны постоянно наблюдаться три элемента: Hg, Pb, Cd. Исходя из разработанных классов токсичности эти металлы относятся к классу «чрезвычайно опасных» загрязнителей, Ni и Си - «высоко опасных», a Zn — «умеренно опасных» загрязнителей. В то же время все они находят широкое применение в промышленности.
Загрязнение тяжелыми металлами атмосферы, почвы, воды снижает продуктивность растений, нарушает фитоценозы, ухудшает гигиенические качества сельскохозяйственных продуктов (Батурина, Чижова, Мишвелов, 2001). Человек, поедая загрязненные продукты животноводства, растениеводства, получает большую дозу токсичных элементов, которые аккумулируются в организме и оказывают отрицательное действие на его здоровье (Юкна, 2001). Действие «чрезвычайно опасных» токсикантов на животных проявляется, прежде всего, в нарушении функции центральной нервной системы, ингибировании ферментативных и окислительных процессов, тератогенном и мутагенном воздействиях.
СВИНЕЦ (Plumbum), Pb — тяжелый металл синевато-серого цвета. Атомный вес 207,2, температура плавления 327 С. Он отличается мягкостью, эластичностью, ковкостью, устойчив к щелочам и органическим кислотам. В природе свинец распространен в виде таких минералов как англезит, церус-сит, галенит или свинцовый блеск, представляющий собой сернистый свинец (PbS), из которого обычно получается металлический свинец. Общие запасы свинца на Земле, оцениваемые в 100 млн. тонн, в основном представлены в виде сульфатов. В промышленности встречаются следующие соединения свинца: сернистый (PbS), сернокислый (РЬБОД уксуснокислый (РЬ(СН3СОО)2-ЗН20) свинец, окись (РЬО), двуокись (РЬ02) свинца, сурик (PD3O4) и другие. Свинец и все его соединения оказывают токсическое действие. Некоторая разница в силе действия зависит от неодинаковой растворимости разных соединений в жидкостях организма. Из неорганических соединений свинца наиболее токсичны те, которые легко растворяются в биосредах организма. К ним относятся ацетат свинца [РЬ(СН3СОО)2#ЗН20 - свинцовый сахар и РЬ(СНзСОО)2-РЬ(ОН)2 - свинцовый уксус], основной карбонат свинца [2РЬС03-РЬ(ОН)2 - свинцовые белила], хлорид свинца (РЬСЬ), нитрат свинца [Pb(N03)2]. Хорошо растворяется в биосредах и тетраэтилсвинец [РЬ(С2Н5)4] (Артамонова, Шаталов, 1996).
Современную токсикологическую обстановку в промышленно развитых странах следует расценивать как экологически опасную для здоровья, о чем свидетельствуют многочисленные публикации в литературе (Нагорный, 1984; Базарбаева, Айтбаев, 1990; Авцын и соавт., 1991; Трахтенберг и соавт., 1994; Курляндский, Хамидулина, Замкова, 2007). Более 2/3 населения России проживает на территориях, где состояние атмосферного воздуха не соответствует гигиеническим нормативам. Число жителей, испытывающих опасное влияние 10-кратного превышения ПДК различных веществ, поступающих в атмосферу, достигает 40-50 млн. человек, 5-кратного 55-60 млн. человек (Астафьев и соавт., 1997; Онищенко, 1997, 2001; Измеров, 2000; Ушаков, Каца, 2002).
Особый интерес, как приоритетный загрязнитель окружающей среды, вызывает свинец, который относят к соединениям 1-го класса опасности (чрезвычайно опасные). Согласно официальным данным (Государственный доклад..., 2005) ежегодно в воздушный бассейн городов России поступает до 5 тысяч тонн свинца. С выбросами промышленных предприятий в атмосферный воздух в городах нашей страны поступает от 1,1 до 1,6 тысяч тонн свинца (Триль, 2000). Считается, что в России 2,4 млн. человек проживают на территориях с повышенным уровнем загрязнения атмосферного воздуха свинцом (Государственный доклад.,., 2001). В 18 субъектах Российской Федерации свинец является одним из приоритетных загрязнителей воздуха для предприятий черной металлургии. В 12 субъектах РФ цветная металлургия является источником загрязнения атмосферного воздуха свинцом, в 5 субъектах — предприятия электроэнергетики. 43 субъекта РФ (в том числе Республика Мордовия) указали в качестве основного источника загрязнения воздушной среды транспорт (Онищенко, 2004).
В атмосферный воздух города Саранска выбрасывается более 200 загрязняющих веществ и более 50 — 1 и 2 класса опасности. Наибольшую экологическую опасность для населения города представляют: взвешенные вещества, диоксид серы, оксид углерода, диоксид и оксид азота, бенз(а)пирен, ртуть, формальдегид и другие (Государственный доклад..., 2002). В 2006 году выбросы загрязняющих веществ в воздушный бассейн г. Саранска составили: от стационарных источников - 17,2%, от автотранспорта - 82,4%. Причем за последние 5 лет (2002-2006) выбросы вредных веществ от автотранспорта увеличились на 10,8%, что связано с ростом количества автомобилей. На выбросы свинца только от стационарных источников пришлось 0,063 тонн в году (Государственный доклад..., 2007). Результаты, полученные при отборе проб воздуха в жилых районах г. Саранска показали, что наиболее загрязненными являются: микрорайон Заречный (превышение ПДК свинца в 1,7 раза), северо-запад (превышение ПДК свинца в 1,2 раза) (Государственный доклад..., 2002).
Особую опасность представляет загрязнение почв тяжелыми металлами, которые могут быть обусловлены геохимическими аномалиями, но чаще всего за счет выбросов промышленных предприятий и автотранспорта. В почвах 120 городах России в 80% случаев обнаружено превышение ПДК свинца, около 10 млн. городских жителей контактируют с загрязненной свинцом почвой (Ушаков, Каца, 2002). Средняя максимальная концентрация свинца в целом по России 1989 года составила 0,10-0,68 мкг/м (Безуглая и соавт., 1991). ПДК для свинца- 0,3 мкг/м (Снакин, 1999). Свинец практически невозможно изъять из почвы. В почвах он может находиться десятилетиями и постоянно его концентрация увеличивается в результате поступления загрязняющих веществ в окружающую среду. Таким образом, почвы являются природными накопителями тяжелых металлов. Даже при прекращении поступления загрязнителей почва еще долгие годы может быть источником загрязнения растительной продукции, используемой в корм животным и в пищу человека (Яппаров и соавт., 2002). Период полуудаления свинца очень длительный от 770-5900 лет (Батурина и соавт., 2001). Отсюда содержание свинца в продуктах питания в 32 регионах России превышает требования гигиенических нормативов (Триль, 2000).
Одним из источников загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами являются твердые бытовые отходы (ТБО), масса которых ежегодно растет. Так, летучая зола московских мусоросжигательных заводов обогащена хлоридами тяжелых металлов, в том числе токсичных - свинца, кадмия и цинка. Фильтрационные воды полигонов захоронения ТБО оцениваются как гипер- и высокотоксичные для живых организмов (Гумарова, 2006).
Давая гигиеническую оценку почве г. Саранска, следует отметить, что город имеет полигон для захоронения бытовых отходов. Полигона для промышленных отходов нет, тем самым территории загрязняются отходами производства, в том числе высокотоксичными. Чаще всего в почвах отмечается повышенное содержание свинца, цинка, меди, ванадия, молибдена и стронция, реже кобальта и бария. Содержание свинца практически на всей территории города выше фона в 3-10 раз, а на территориях, расположенных вдоль оживленных транспортных магистралей, уровень содержания свинца в 30-100 раз выше фонового (Государственный доклад..., 2004).
Влияние свинца на кровь
Свинец относится к ядам политропного действия, влияющим на все органы и ткани, в том числе на различные отделы и звенья системы крови. Наиболее восприимчива к свинцу гемопоэтическая система у детей. Классическим проявлением токсического действия свинца на кровь является анемия (Зорина, 1974; Трахтенберг и соавт., 1994; Измеров, 1998; Снакин, 1999; Па-тараиа, Джорбенадзе, 2001). Механизм развития свинцовой анемии имеет три направления. С одной стороны, патогенез изменений системы крови при свинцовой интоксикации объясняется гемолитическим действием свинца, с другой — его угнетающим влиянием на органы кроветворения, с третьей — повреждением ферментов, катализирующих синтез гемоглобина (Алданазаров, 1974;Велиев, 1989).
Jugo Sloboden (1990) и К.A. Winship (1999) установили, что распределение свинца между плазмой крови и кровяными клетками весьма различно и составляет 1,43-1,95% и 98,05-98,57% соответственно. Наряду с этим, при определении количества токсикоэлемента в цельной крови и сыворотке установлено, что сыворотка крови является мобильным и активным носителем свинца, а цельная кровь служит резервуаром (Nixon et al., 1995; Jouglard et al., 1997).
Свинец поражает циркулирующие в кровяном русле эритроциты, вызывая структурные изменения в их мембране. В результате эритроциты теряют свою эластичность, становятся более хрупкими, менее устойчивыми к травме, что приводит к сокращению продолжительности их жизни (Барагу-нова и соавт., 2001). Причем в самом эритроците он взаимодействует непосредственно с гемоглобином, при этом образуются нерастворимые комплексы, в связи с чем, период жизнедеятельности эритроцитов сокращается, некоторые клетки разрушаются (Беклишев, Стеценко, 1980). Как было установлено И.Е. Кунцевич и соавт. (1984) анемический синдром при свинцовой интоксикации связан также с непосредственным воздействием металла на SH-группы энзимов эритроцитов с последующим угнетением их активности, а также на другие специфические ферменты красных клеток крови, в частности, пиримидин-5-нуклеотидазу. Свинец снижает активность Na+-, К+-АТФазы и вызывает переход калия из эритроцитов в плазму, что в конечном итоге приводит к их лизису (Борисов и соавт., 1994; Лужников, 1994; Скальный, 1997; Heynen et al, 1987; Moore, 1998).
В.А. Колесников и соавт. (1987) отметили изменения в картине красной крови при интоксикации свинцом, которые зависят от тяжести отравления и характеризуются уменьшением количества эритроцитов и снижением уровня гемоглобина. Эти изменения находятся в прямой зависимости от поступившей в организм дозы соединения свинца. Ранним признаком свинцовой интоксикации является появление в крови ретикулоцитов (до 3-8%) и базо-фильнозернистых эритроцитов (Тилис, Кулиш, 1977; Воробьев, 1985; Ершов, Плетенева, 1989; Kasuba et al., 2001). Считают, что базофильная зернистость в эритроцитах связана с образованием агрегатов целых и частично разрушенных рибосом, которые формируются в результате ингибирования пиридин-5-нуклеотиднуклеозидаз (Чухловина, 1997). Кроме указанных изменений, морфологические сдвиги красной крови выражаются в изменении окраски эритроцитов (гипохромия, анизохромия), наличии клеток с отклонениями формы - пойкилоцитозе (макро- и микропланоциты, эритроциты в виде тутовых ягод, мишеневидные эритроциты и др.); величины - анизоцитозе (макро- и микроциты), в появлении эритроцитов с включениями (тельца Жолли и Гейнца, сидероциты) (Алданазаров, 1974; Гольдберг, 1980). Таким образом, анемия, вызванная свинцом, является микроцитарной, гипохромной и морфологически сходна с железодифицитной. Анемический синдром появляется только при значительном повышении уровня свинца в крови - 0,38-0,48 мкмоль/л (более 80-100 мкг%) (Измеров, 1983).
Выявлено, что в начальном периоде воздействия свинца уровень гемоглобина и эритроцитов повышается, а в дальнейшем, по мере нарастания тяжести интоксикации, постепенно снижается (Саватеева и соавт., 2003). Кроме того, при свинцовой интоксикации тяжелой степени не только снижается количество гемоглобина и эритроцитов, но и наблюдается тенденция к уменьшению содержания ретикулоцитов, полихроматофильных и базофиль-нозернистых эритроцитов. Эти факты свидетельствуют о том, что в тяжелых случаях свинцовой интоксикации развивается функциональная недостаточность эритроидного ряда костного мозга. Увеличение частоты различных дегенеративных изменений в эритроцитах параллельно тяжести интоксикации говорит о том, что свинец оказывает токсическое действие на костный мозг, в результате последний продуцирует качественно неполноценные клетки крови, из которых образуются морфологически измененные эритроциты (Ал-даназаров, 1974).
Кроме того, при исследовании крови отмечено повышение количества лейкоцитов и РОЭ, снижение активности щелочной фосфатазы (Софронов и соавт., 1999), изменение содержания глюкозы и сульфидрильных групп в крови. Влияет свинец и на функцию тромбоцитов: усиливая агрегацию кровяных пластинок, повышает вязкость крови, следствием чего является ухудшение микроциркуляции в сосудах (Чухловина, 1997).
По данным литературы свинец оказывает влияние на различные этапы гемоглобинообразования (Павловская, Данилова, 2001; Khan et al., 1993). Наиболее ранним признаком действия свинца на организм человека является ингибирование активности дегидратазы дельта-аминолевулиновой кислоты в эритроцитах (АЛК-Д), катализирующей образование порфобилиногена из дельта-аминолевулиновой кислоты (8-АЛК) (Трахтенберг, Короленко, 1999; Alharho et al., 1984). Активность АЛК-Д начинает угнетаться уже при концентрации свинца в крови 0,7 мкмоль/л. Снижение активности фермента наблюдается в крови людей длительное время после прекращения их контакта со свинцом (Окунев и соавт., 1986; Ландриган, 1991; Павловская, Данилова, 2001). При более высоких концентрациях свинца ингибируются не только вышеуказанные ферменты, но и 8-аминолевулинатсинтетаза, катализирующая образование 8-АЛК из глицина и сукцината, а также копропорфирино-гендекарбоксилаза, под действием которой копропорфириноген превращается в протопорфирин IX (Lareba, Chmielnicka, 1985). Следствием угнетения активности АЛК-Д, а также декарбоксилазы копропорфирина является увеличение содержания АЛК и копропорфирина в моче (Идельсон, 1978; Изме ров, 1983; Воробьев, 1985; Корбакова и соавт., 2001). Эти нарушения наблюдаются еще задолго до возникновения клинических проявлений свинцового токсикоза (Сорокина, Евлашко, 1996).
Токсические дозы свинца ингибируют активность фермента феррохе-латазы, катализирующей переход иона железа из ферритина в молекулу про-топорфирина (1111) для образования гема (Ландриган, 1991; Корбакова и соавт., 2001). В результате в эритробластах и эритроцитах происходит накопление железа в виде гранул и железосодержащих мицелл, превращая их в си-деробласты и сидероциты (Авцын и соавт., 1991). Свинец, нарушая процесс утилизации железа и синтеза глобина, повышает уровень железа в сыворотке крови, в результате чего развивается гипохромная гиперсидерическая сиде-робластная анемия (Хачиров, 1975; Атчабаров и соавт., 1989; Корбакова и соавт., 2001). В целом, при интоксикации в начальный период воздействия свинца анемия выражена умеренно - отсутствует дефицит железа, отмечается гипохромия или даже нормохромия. По данным Н.В. Ивановой (1998), такого рода нарушения в системе крови связаны с проявлением латентной формы антропогенного экотоксикоза и обусловлены не столько дефицитом железа, сколько нарушением его связывания с протопорфирином из-за повышенного содержания свинца в организме.
Являясь ферментативным ядом, свинец приводит к снижению содержания сульфгидрильных, карбоксильных, аминных групп. Блокируя эти группы, свинец может привести к нарушению нормального течения процессов биосинтеза гема (Рашевская, Зорина, 1968; Софронов и соавт., 1999; Павловская, Данилова, 2001).
Итак, анализ имеющихся в литературе данных о влиянии свинца на организм позволяют сделать заключение о том, что наряду с поражением нервной системы, почек и других органов одним из ведущих проявлений свинцовой интоксикации являются изменения со стороны системы крови, обусловленные как нарушениями синтеза гемоглобина, так и изменениями эритропоэза.
Влияние ацетата свинца на показатели крови потомства белых крыс в раннем постнатальном онтогенезе
Исследование реакции крови белых крыс на воздействие свинца в по-стнатальном периоде потребовало предварительного изучения возрастных изменений этой системы. В результате обнаружены выраженные преобразо вания показателей крови. Так, у новорожденных крысят контрольной группы концентрация эритроцитов составляет 2,101±0,081-10 /л. С возрастом наблюдается неуклонное увеличение этого показателя, который в 15 суток со-ставляет 2,834±0,097-10 /л (увеличение на 34,89% по отношению к новорожденным), в возрасте 30 суток - 3,888±0,201-10 /л (на 37,19% по отношению к 15-суточным), а в 45 суток достигает 4,634±0,152-10 /л (количество эритроцитов увеличилось на 19,19% по отношению к 30-суточным животным) (табл. 4, рис. 6).
Изменение концентрации гемоглобина имеет фазовый характер. У новорожденных крысят данный показатель крови составляет 95,938±4,223 г/л. Затем он значительно снижается (на 22,60%) и достигает 74,255±2,657 г/л у крысят в возрасте 15 суток, что, в принципе, соответствует ранней постна-тальной анемии, описанной СБ. Назаровым и Г.И. Козинец (1992, 1995) у крыс этого возраста. Это состояние, вероятно, может рассматриваться как следствие структурно-функциональной перестройки красной крови у крысят в этом возрасте, направленной на замену циркулирующих эритроцитов, образовавшихся до рождения и не обеспечивающих потребности организма во внеутробных условиях существования. Основной тенденцией этой перестройки является постепенное увеличение концентрации эритроцитов при значительном уменьшении концентрации гемоглобина, что обусловлено резким снижением его среднего содержания и способствует повышению эффективности участия эритроцитов в процессах транспорта кислорода, что было отмечено R.D. Carmichael, A.S. Gordon, J. Lobue (1978). Лишь к 30 суткам жизни концентрация гемоглобина увеличивается и достигает соответственно 90,341 ±4,429 г/л и 101,094±3,667 г/л у 30- и 45-суточных крысят (табл. 4, рис. 7).
Величина гематокрита изменяется синхронно с изменениями концентрации эритроцитов и составляет 25,00±0,976% в 15-суточном, 31,40±1,72% в 30-суточном и 35,917±1,525% в 45-суточном возрасте (табл. 4, рис. 8).
Среднее содержание гемоглобина в одном эритроците в возрастном аспекте от новорожденное до 45 суток жизни крысят обнаруживает устойчивую тенденцию к снижению. У новорожденных крысят оно равно 45,76 6± 1,29 пг и превышает данный показатель в 1,74, 1,97 и 2,05 раза у 15-, 30- и 45-суточных животных, у которых ССЭ составляет соответственно 26,345±0,707 пг, 23,184±0,430 пг и 22,308±0,855 пг (табл. 4, рис. 9).
Средний объем одного эритроцита незначительно снижается в возрастном аспекте от рождения до 45 суток жизни от 82,123±4,127 и3 до 79,481±4,132 3 (табл. 4, рис. 10).
Под влиянием свинца, поступающего из организма матери в период внутриутробного развития, у новорожденных крысят значительно снижается концентрация эритроцитов. Так, у животных опытной группы этот показатель составляет 1,639±0,195-1012/л при 2,101±0,081-1012/л в контроле (р 0,05). Процент, рассчитанный к контрольному значению, составляет 21,99%. С возрастом концентрация эритроцитов у крысят экспериментальной группы сохраняет тенденцию к увеличению, как и в контроле, но превышает контрольные показатели в возрасте 15 и 30 суток. У 15-суточных крысят концентрация эритроцитов больше на 10,76%, по сравнению с контролем (р 0,02), и составляет 3,139±0,072 10 7л у животных в опыте и 2,834±0,097-10,7л в контроле. У 30-суточных — больше на 13,86%) и составляет соответственно 4,427±0,145-10р7л у животных опытной группы и 3,888±0,20Ы012/л у крысят контрольной (р 0,05) (табл. 4, рис. 6).
Анализ динамики концентрации эритроцитов в возрастном аспекте показал, что у животных опытной группы происходит увеличение этого показателя, по сравнению с контролем. Наибольший прирост концентрации эритроцитов приходится на возраст от новорожденное до 15 суток жизни и в 2,6 раза превышает данный показатель у животных в контроле, что свидетельствует об усиленном эритропоэзе. К возрасту 45 суток темп увеличения количества эритроцитов снижается и сравнивается с контрольными значениями. Концентрация гемоглобина при внутриутробном воздействии свинца у новорожденных крысят на 28,79% ниже, по сравнению с животными в контроле, и составляет 68,317±10,388 г/л у крысят опытной группы и 95,938±4,223 г/л у животных в контроле (р 0,02) (табл. 4, рис. 7). С возрастом концентрация гемоглобина повышается и достоверно превышает контрольные значения на 9,05%, 10,69% и 10,36% у 15-, 30- и 45-суточных животных опытной группы соответственно, по сравнению с крысятами контроля (р 0,05). Анализ динамики концентрации гемоглобина выявил несколько иной характер в изменении этого показателя. Если в контроле концентрация гемоглобина сначала снижается, а после 15 суток жизни повышается, то в опыте этот показатель имеет тенденцию к повышению, которую сохраняет до 45-суточного возраста.
Гематокрит у крысят опытной группы также имеет тенденцию к повышению, как и в контроле. Однако он превышает данный показатель у живот-ных контрольной группы всех исследованных возрастов. Причем максимальная разница на 12,45% составила у 30-суточных крысят, по сравнению с контрольными, имеющими показатели гематокрита соответственно 35,308±1,015% и 31,40±1,72% (р 0,05) (табл. 4, рис. 8).
При внутриутробном воздействии свинца у новорожденных животных отмечается снижение (на 14,05%) среднего содержания гемоглобина в эритроците до 39,335±2,295 пг при 45,766±1,294 пг в контроле (р 0,02), что свидетельствует о снижении процессов гемоглобинизации у крысят опытной группы в период новорожденности. В возрасте 15 и 30 суток данный показатель соответствует значениям в контроле. В дальнейшем у 45-суточных крысят опытной группы среднее содержание гемоглобина в эритроците превышает показатель в контроле (на 14,45%) и составляет 25,532±0,921 пг у животных в опыте и 22,308±0,855 пг в контроле (р 0,02). Анализ динамики среднего содержания гемоглобина в эритроците в возрастном аспекте показал, что данный параметр у животных опытной группы сохранил тенденцию к снижению, которая наблюдалась в контроле (табл. 4, рис. 9).
Изменение среднего объема эритроцита у крысят опытной группы имеет обратную тенденцию, по сравнению с животными в контроле, и увеличивается от рождения (84,381±1,59 и3) до 45 суток ЖИЗНИ (91,733±4,378 Ц3). У крысят контрольной группы данный показатель снижается в возрастном аспекте, причем его показатели несколько ниже, по сравнению с животными опытной группы всех возрастов (табл. 4, рис. 10).
Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что только у новорожденных крысят опытной группы отмечалось снижение концентрации эритроцитов, гемоглобина, среднего содержания гемоглобина в эритроците, по сравнению с животными контрольной группы. В остальных возрастных периодах у крыс экспериментальной группы наблюдалось увеличение концентрации эритроцитов, гемоглобина и гематокрита. Другие показатели крови оказались незначительно выше, чем в контроле. Изменение большинства показателей с возрастом у животных опытной группы носило такой же характер, как и у крыс в контроле. Исключение составила концентрация гемоглобина, которая с возрастом повышалась, тогда как у животных контрольной группы этот показатель в возрасте 15 суток снижался, а в дальнейшем повышался.
Действие свинца на кровь исследуется давно и к настоящему времени накоплено большое количество клинических и экспериментальных работ (Рашевская A.M., Зорина Л.А., 1968; Алданазаров А.Т., 1974; Тилис А.Ю., Кулиш О.П., 1977; Велиев Б.А., 1989; Павловская Н.А., Данилова Н.И., 2001). В ходе этих исследований было установлено, что воздействие свинца на кровь вызывает сокращение продолжительности жизни эритроцитов, снижение концентрации эритроцитов и гемоглобина. Накапливаясь в эритроцитар-ной мембране, свинец увеличивает ее хрупкость, снижает активность Na+-, К+-АТФазы и вызывает переход калия из эритроцитов в плазму, что в конечном итоге приводит к их лизису (Скальный А.В., 1997). В ответ на гибель эритроцитов организм реагирует увеличением в крови количества ретикуло-цитов, эритроцитов с базофильной зернистостью (Клаучек СВ. и соавт., 1990; Артамонова В.Г., Шаталов Н.Н., 1996). Однако исследования, касающиеся внутриутробного воздействия свинца на кровь родившихся животных, проведены впервые.
Влияние ацетата свинца на строение почек потомства белых крыс в раннем постнатальном онтогенезе
Почки крысы (renes) - компактные бобовидные образования красно-коричневого цвета, расположены в области поясницы, правая почка несколько заходит в подреберье. На почке различают выпуклый латеральный и не сколько вогнутый медиальный края. Вогнутый край посередине снабжен вырезкой, называемой воротами почки (hilus renalis), через которые входят и выходят нервы, сосуды, мочеточник. Ворота глубоко вдаются в тело почки, образуя синус почки (sinus renalis). Вся почка одета плотной соединительнотканной капсулой. Почка разделяется на более светлое поверхностное, называемое корковым (substantia corticalis), и более темное внутреннее - мозговое (substantia medullaris) вещество. В состав коркового вещества входят имеющие характерную структуру почечные тельца, состоящие из клубочков капилляров и капсулы клубочка, извитые канальцы (проксимальные и дис-тальные). Мозговое вещество образовано прямыми канальцами и собирательными трубочками.
Для удобства описания и сравнительной характеристики микроскопической картины почек белых крыс в норме и в условиях эксперимента условно выделили три зоны коркового вещества почки: субкапсулярную, средне-кортикальную, околомозговую и отдельно мозговое вещество.
При макроскопическом изучении видно, что почки новорожденных крысят покрыты гладкой, блестящей коричневатого цвета капсулой. Граница между корковым и мозговым веществом плохо различима в связи с низким уровнем морфологической дифференцировки.
Микроскопически в субкапсулярной зоне почек новорожденных крысят видны многочисленные почечные тельца (до 10 в поле зрения при увеличении х200), представленные морфологически незрелыми структурами, состоящими из небольших компактных скоплений недифференцированных клеток, которые являются зачатком будущего капиллярного клубочка и расположенных вблизи расширений канальцев - зачатков капсулы клубочка (рис. 24). Полость капсулы не выражена. В среднекортикальной зоне в большинстве нефронов различимы новообразованные почечные тельца, включающие в себя наружный и внутренний листок капсулы Шумлянского-Боумена. Последний покрывает сосудистые клубочки снаружи, не проникая внутрь. При внимательном рассмотрении видны стадии развития нефрона и начало процесса гломерулогенеза, что подтверждается изменением формы клеток и ядер в центральной части сосудистых клубочков. Большинство почечных телец характеризуется узким просветом капсулы. Юкстамедуллярные нефроны имеют большие размеры и выглядят более дифференцированными, по сравнению с клетками из недифференцированной нефрогенной зоны. Мочевые канальцы короткие и узкие, без четкой дифференцировки отделов. Эпителиоциты, выстилающие дистальные отделы канальцев отличаются меньшими размерами клеток, по сравнению с эпителиальными клетками проксимальных отделов, что не противоречит морфометрической характеристике нефрогенной зоны почек новорожденных крысят в исследовании Э.Ф. Баринова и О.Н. Сулаевой (2003). Система кровоснабжения почек новорожденных крысят представлена незрелой капиллярной сетью синусоидного типа. Пространство между развивающимися нефронами включает кровеносные сосуды, малодифференцированные клетки и межклеточное вещество. Однако морфологически идентифицировать группы клеток с базофильными ядрами не представляется возможным, они напоминают эмбриональную мезенхиму.
При гистохимической реакции на суммарные белки срезы почки окрашиваются светло-синим цветом, а структуры, содержащие белок приобретают темно-синее окрашивание. В корковом веществе почки обнаруживаются разнообразные по форме и размеру почечные тельца. Одни крупные с хорошо дифференцированными сосудистыми петлями, другие мелкие с темно-синими гранулами, заполняющими целиком капсулу Шумлянского-Боумена. Проксимальные и дистальные канальцы коркового вещества и прямые канальцы мозгового вещества почки окрашены в светло-голубой цвет.
Макроскопическое исследование почек крысят на 15-е сутки жизни показало, что почки увеличились вдвое, по сравнению с почками новорожденных животных. Капсула почек гладкая, блестящая, на разрезе граница между корковым и мозговым веществом четко контурирована.
Микроскопически (при увеличении х200) в субкапсулярной зоне почек 15-суточных крысят отмечается снижение количества почечных телец до 6-7 в поле зрения вместо 10 у новорожденных (рис. 25). Часть почечных телец имеет недифференцированные клетки, а в большинстве других произошла дифференцировка. Хорошо видны два листка капсулы: внутренний, покрывающий сосудистые петли, и наружный, выстланный нефротелием. Непосредственно под собственной капсулой почки отмечается расширение паренхимы за счет извитых канальцев проксимального и дистального отделов. В среднекортикальнои, околомозговой зонах коркового вещества и в мозговом веществе почек повсеместно обнаружено неравномерное расширение просветов канальцев, имеющих округлую форму. Канальцы выстланы преимущественно кубическим и плоским эпителием. В межтубулярной ткани на блюдается незначительное количество мезенхимальных элементов, преимущественно недифференцированных.
При реакции препаратов почки 15-суточных крысят на суммарные белки положительную темно-синюю окраску дают преимущественно эритроциты, лежащие в просветах капиллярных петель почечных клубочков и в сосудах стромы почек, і
Макроскопически видно, что размеры почек крысят на 30-е и 45-е сутки жизни увеличились в два раза, по сравнению с почками 15-суточных крысят. Поверхность капсулы гладкая, блестящая, светло-коричневого цвета. На разрезе четко видна граница между корковым и мозговым веществом. Капсула снимается легко, без потери вещества паренхимы почек.
Микроскопически в субкапсулярной зоне почек у 30- и 45-суточных крысят, по сравнению с почками 15-суточных животных, видно уменьшение числа недифференцированных почечных телец. Произошло развитие генераций нефронов с появлением зрелых почечных телец во всех зонах коркового вещества (рис. 26). Сосудистые клубочки обычной формы и величины, компактность расположения капиллярных петель примерно одинакова (рис. 27). Просвет капсулы Шумлянского-Боумена большинства клубочков свободен.
Наружный листок капсулы клубочка представлен однослойным плоским эпителием, внутренний листок охватывает сосудистый клубочек со всех сторон и образован подоцитами. Изнутри капилляры клубочков выстланы эндотелием. Между эндотелием и подоцитами лежит единая трехслойная базальная мембрана, образующая вместе со стенкой капилляров и внутренним листком капсулы биологический барьер - почечный фильтр, необходимый для образования первичной мочи. Третьим видом клеток почечных телец являются мезангиальные клетки — мезангиоциты, способные к фагоцитозу. Извитые канальцы проксимального отдела практически неотличимы от канальцев дистального отдела. Просвет канальцев несколько сужен, свободен.
