CC BY
74
Ермолина Е.В., Михайлова И.В.
Оренбургская государственная медицинская академия E-mail: probllab. orenburg @mail.ru
ВЛИЯНИЕ БЕНЗОЛА И ХРОМА НА ИММУНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
КРЫС ВИСТАР
Исследовано влияние бензола, бихромата калия и их смеси на количество и клеточный состав крови и лимфоидных органов крыс Вистар. Выявлена выраженная тенденция к снижению количества лейкоцитов и лимфоцитов периферической крови и селезенки и к повышению уровня клеток лимфоидного ряда костного мозга. Определено влияние бензола, хрома и их смеси на индуцированную продукцию цитокинов IFNt и IL-4 спленоцитами крыс.
Ключевые слова: бензол, хром, иммунология, крысы.
Одним из направлений экологической иммунологии является изучение механизмов адаптации организма к влиянию химических факторов и, в том числе опасных для здоровья человека - бензола и соединений хрома. В этой связи представлялось важным в условиях эксперимента изучить изменения органов иммунной системы при действии хрома и бензола.
Материал и методы
Экспериментальные исследования проведены на 260 здоровых, половозрелых крысах-сам-цах Вистар массой 250-300г. Все животные были разделены на 4 группы и содержались на стандартном пищевом рационе. 1-я гр.- контроль (п=60). На протяжении 45 и 90 суток животные 2,3,4 групп вместе с питьевой водой получали: крысы 2-ой гр. (п=66) - бензол из расчета 0,6 мл/ кг, 3-ей гр.(п=66) - бихромат калия 20 мг/кг, 4-ой гр.(п=68) - смесь бихромата калия (20 мг/кг) и бензола (0,6 мл/кг). Выбор доз, способа введения и длительности эксперимента обоснован выполненными ранее исследованиями [2]. Через 45 и 90 суток животных выводили из эксперимента дека-питированием, под эфирным рауш-наркозом в соответствии с этическими нормами и рекомендациями по гуманизации работы с лабораторными животными. Иммунологические показатели у крыс определяли в соответствии с лабораторными методами исследования экспериментальных животных [1]. У всех крыс в крови, тимусе, селезенке и костном мозге определяли число и состав клеток, а также массу тимуса, селезенки. Продукцию цитокинов (¡БМ; ^-4) определяли в супернатантах культур спленоцитов после 24-часовой инкубации клеток в полной культуральной среде ^РМ1-1640) с добавлением эмбриональной телячьей сыворотки, глутамина и гентамицина.
Оценивали спонтанную и индуцированную кон-канавалином А (Кон А) секрецию спленоцитами IFNr, IL-4 в культуральной жидкости методом ИФА. Результаты обрабатывались статистически методами вариационной статистики с использованием пакета программ для ПК «Microsoft Excel 7.0,» «STATISTICA 5.0».
Результаты и их обсуждение
Установлено, что в опыте и контроле на протяжении 45 и 90 суток наблюдения отсутствовала гибель животных и сохранялись их нормальные поведенческие реакции. Анализ изменений периферической крови крыс Вистар показал снижение количества лейкоцитов у крыс 4-й гр. по отношению к уровню контроля (7,6±0,62 против 10,1±0,30Ч109) на 45-й день и у крыс 2-й и 4й гр. на 90-й день (соответственно, 6,3±0,48 и 6,9±0,48, в контроле - 10,1±0,30Ч109). Относительное и абсолютное число лимфоцитов имело тенденцию к снижению, особенно у животных 4й гр. на оба срока наблюдения. Уровень с/я ней-трофилов, напротив, имел тенденцию к повышению у крыс, как в относительном, так и в абсолютном значении у животных опытных групп, с максимумом у крыс 2-ой гр. (17,84±1,46 против 12,82±0,91% в контроле) на 45-й день.
Исследование влияния бензола, бихромата калия и их смеси на количество и клеточный состав селезенки крыс Вистар (табл. 1) показало, что число спленоцитов снижалось, по сравнению с контролем, во 2-й и 4-й гр. на 45-й день соответственно на 17% и на 26%, на 90-й день - на 40% и на 52%. Относительное содержание клеток лимфоидного ряда селезенки крыс достоверно уменьшалось у животных всех трех опытных групп на 45-й и 90-е дни. Абсолютное число спленоцитов лимфоидного ряда снижалось у крыс 2-й гр. на
22% (45-й) и на 42% (90-й), 4-й гр. - на 30% (45-й) и на 53% - (90-й день) эксперимента. Относительное содержание плазматических клеток селезенки увеличивалось у животных 2-й, 3-й и 4-й гр. на 45-й день и, напротив, уменьшалось на 90-й день. Абсолютное число плазматических клеток селезенки у крыс 2-ой гр. понижалось на 78%, 3-й гр. -на 69%, 4-й гр. - на 83% на 90-й день. Процент клеток миелоидного ряда во все сроки наблюдения у всех обследуемых групп животных достоверно не отличался от уровня контроля. Абсолютное количество клеток миелоидного ряда селезенки было достоверно снижено у крыс 4-й гр. на 62,44% на 90-й день эксперимента. Анализируя уровень клеток эритроидного ряда селезенки крыс, необходимо отметить повышение их относительного количества клеток 2-й, 3-й, 4-й гр. животных на 90-й день, а также увеличение абсолютного числа клеток данного ряда у животных 2-й гр. на 95%, 3-й гр. - на 355%, 4-й группы - на 73% на тот же срок наблюдений.
Анализ количества кариоцитов в костном мозге выявил тенденцию к увеличению данных клеток на 45-й день наблюдения. Число клеток лимфоидного ряда в костном мозге было достоверно увеличено у крыс 2-й, 3-й и 4-й групп, на 45-й и на 90-й день. Абсолютное число клеток лимфоидного ряда в костном мозге крыс увеличивалось на 45-й и 90-е дни соответственно у животных 2-й группы на 117% и 60%, 3-й группы -на 97% и 79%, 4-й - на 90% и на 97%. Число клеток миелоидного ряда, как в относительном, так и в абсолютном значении достоверно снижалось в оба срока наблюдения у крыс всех трех групп. Аналогичным было снижение относительного и абсолютного количества п/я и с/я нейтрофилов в костном мозге опытных групп животных как на 45-й, так и на 90-й день.
В целом, при сравнении полученных результатов на 45-й и 90-й дни было установлено достоверное увеличение как относительного, так и абсолютного количества с/я нейтрофи-лов в периферической крови, кариоцитов в костном мозге на 45-й день и снижение количества лейкоцитов, лимфоцитов периферической крови, уровня плазматических клеток селезенки, уровня п/я и с/я нейтрофилов костного мозга на 90-й день эксперимента.
Исследование цитокинов показало, что во всех 4-х группах крыс спонтанная продукция IFNr и IL-4 спленоцитами находилась ниже уровня чувствительности ИФА-наборов. Полученные результаты свидетельствовали об отсутствии активации спленоцитов крыс в условиях in vivo. Изучение влияния бензола, хрома и их смеси на индуцированную КонА продукцию цитокинов IFNr и IL-4 спленоцитами крыс всех 4-х групп показало, что по сравнению с контролем, уровень IL-4 был достоверно увеличен во всех опытных группах (21,92±9,28 (2-я гр.), 16,52±4,03 (3-я гр.) против 3,18±0,59 pg/ml в контроле. Максимальная концентрация выявлена у крыс 4-й гр. (99,50±35,84 против 3,18±0,59 pg/ml в контроле). Стимулированная Кон А продукция IF№ у крыс достоверно не отличалась от контроля и имела тенденцию к возрастанию у спленоцитов животных 2-ой группы. В целом, оценивая влияние бензола, хрома и их смеси на индуцированную продукцию цитокинов IF№ и IL-4 сплено-цитами крыс, установлено увеличение уровня противовоспалительного IL-4, при этом содержание IF№ достоверно не изменялось. Выявленные изменения цитокинового ответа на митоген-ную стимуляцию IF№ по сравнению с продукцией IL-4, свидетельствует о различной чувствительности клеток-продуцентов этих цитокинов к действию бензола и хрома. В свою очередь, различия в такой чувствительности могли быть обусловлены особенностями экспрессии фолат-ных рецепторов на поверхности данных клеток: Th1 (для IF№) и Th2 (для IL-4). Подобное предположение подтверждается сведениями [3] о неравномерном распределении одного из подтипов фолатных рецепторов (FR-4) на мембранах регуляторных Т-лимфоцитов, позволяющим идентифицировать по этому признаку их различные субпопуляции.
Полученные результаты показали сложный характер изменений морфологических и иммунологических параметров в крови и органах крыс Вистар под влиянием бихромата калия и бензола, растворенных в питьевой воде, и могут быть использованы для расшифровки влияния комплексного воздействия неорганических и органических соединений на клеточные показатели иммунной системы.
23.03.2011
Список литературы:
1.Волчегорский И. А., Долгушин И. И., Колесников О. Л. Экспериментальное моделирование и лабораторная оценка адаптивных реакций организма. — Челябинск, 2000, 167с.
2. Утенин В.В. Гигиеническая характеристика хрома и бензола и морфофункциональные аспекты их взаимодействия на организм в условиях эксперимента. Автореф. дисс.... канд. мед. наук. - Оренбург, 2002. - 24 с.
3.Walker L.S.K. Folate receptor 4: A new handle on regulation and memory? //Immunol. and Cell. Biol. - 2007. - V. 85, №7. -P. 506-507.
Сведения об авторах:
Ермолина Евгения Вячеславовна, младший научный сотрудник проблемной научноисследовательской лаборатории по изучению механизмов естественного иммунитета, Оренбургская
государственная медицинская академия 460000, г. Оренбург, ул. М. Горького, 45, тел. (3532) 775986, e-mail: orgma@esso.ru Михайлова Ирина Валерьевна, старший научный сотрудник проблемной научно-исследовательской лаборатории по изучению механизмов естественного иммунитета, Оренбургская государственная медицинская академия, кандидат биологических наук, доцент 460000, г. Оренбург, ул. М. Горького, 45, тел. (3532) 775986, e-mail: orgma@esso.ru
UDC 224 089.00
Ermolina E.V., Mikhailova I.V.
E-mail: probllab. Orenburg @ mail.ru
EFFECT OF BENZENE AND CHROMIUM ON THE IMMUNOLOGICAL INDICES WISTAR RATS
Influence of benzene, dichromate and their mixtures on the quantity and composition of blood cells and lymphoid organs in rats Wistar was studied. The pronounced downward trend in the number of leukocytes and lymphocytes in the peripheral blood, and the spleen and the increased number of lymphoid cells of bone marrow was identified. The effects of benzene, chromium, and mixtures on induced production of cytokines IFNr and IL-4 splenocytes of rats were studied.
Keywords: benzene, chromium, immunology, rats.
Bibliography:
1. Volchegorskiy I. A., Dolgushin I. I., Kolesnikov O. L. Experimental simulation and laboratory evaluation of Adaptive reactions of the organism — Chelyabinsk, 2000, 167 p.
2. Utenin V.V. Hygienic characteristic chrome and benzene and morphological aspects of their relationship to the body in an experiment. Avtoref. Diss.... Biol Med. Science. -Orenburg, 2002. - 24 c.
3. Walker l.s.k. Folate receptor.o 4: A new handle on regulation and memory?//Immunol. and Cell. Biol-2007. -V. 85, no. 7. -P. 506-507.
