CC BY
82
Профилактическая токсикология и гигиеническое нормирование
О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2012 УДК 614.72:616.154:577.118]-074
И. В. Михайлова, А. И. Смолягин, В. М. Боев
ВЛИЯНИЕ БЕНЗОЛА И ХРОМА НА МИКРОЭЛЕМЕНТНЫИ СОСТАВ БИОСУБСТРАТОВ КРЫС ВИСТАР
ГБОУ ВПО Оренбургская государственная медицинская академия Минздравсоцразвития РФ
Исследовали хроническое влияние бензола и хрома на уровень микроэлементов в биосредах у крыс Вистар в течение 45, 90 и 135 дней. В опытных группах животных по сравнению с контролем установлено снижение концентрации меди, никеля (кровь), железа (кровь, селезенка) и повышение содержания цинка (кровь, селезенка), хрома (кровь, селезенка).
Ключевые слова: микроэлементы, крысы, хром, бензол
VMikhailova, A. I. Smolyagin, VM. Boev — EFFECT OF BENZENE AND CHROMIUM ON THE TRACE ELEMENT COMPOSITION IN BIOSUBSTRATES IN WISTAR RATS
The State Education Institution of Higher professional education "The Orenburg State Medical Academy of Federal Agency in Public Health and Social Development"
The chronic effects of benzene and chromium on the level of trace elements in the biospheres of Wistar rats were studied for 45, 90, and 135 days. As compared to the controls, the experimental groups of patients were found to have lower concentrations of copper (in blood) and iron (in blood and spleen) and higher levels of zinc (in blood, spleen) and chromium (in blood, spleen).
Key words: trace elements, rats, chromium, benzene
Введение
Дисбаланс микроэлементов (МЭ) в большей степени проявляется в условиях выраженного антропогенного воздействия химических факторов, приводя к широкому спектру нарушений организма. Влияние ксенобиотиков на организм опосредуется через кроветворную и иммунную системы, так как при любом пути воздействия данных веществ возникает непосредственный контакт с клетками этих систем. Среди экотоксикантов внимание привлекают соединения шестивалентного хрома и бензол, которые образуются в процессе горения топлива, работы нефтеперерабатывающих комплексов, автотранспорта [1, 5, 6].
Цель настоящего исследования — оценка уровня МЭ в крови и селезенке крыс Вистар на фоне воздействия хрома и бензола в условиях модельного эксперимента.
Материалы и методы
Эксперименты проведены на 96 здоровых половозрелых крысах-самцах Вистар массой 250—300 г. Все животные были разделены на 4 группы и содержались в одинаковых клетках при комнатной температуре, двухразовом питании на стандартном пищевом рационе. Крысы 1-й группы (контроль) пили воду, животные 2, 3, 4-й групп вместе с питьевой водой получали: крысы 2-й группы — бензол ("Полихим", Россия) из расче-
Михайлова И. В. — канд. биол. наук, ст. науч. сотр. проблемной лаб. по изучению механизмов естественного иммунитета (probllab.orenburg@mail.ru); Смолягин А. И. — д-р мед. наук, проф., зав. проблемной лаб. по изучению механизмов естественного иммунитета (probllab.orenburg@mail.ru); Боев В. М. — д-р мед. наук, проф., зав. каф. общей и коммунальной гигиены (probllab.orenburg@mail.ru).
та 0,6 мл/кг, 3-й группы — бихромат калия ("Полихим", Россия) из расчета 20 мг/кг, 4-й группы — смесь бихромата калия (из расчета 20 мг/кг) и бензола (из расчета 0,6 мл/кг). Выбор доз, способ введения и длительность эксперимента обоснованы ранее проведенными исследованиями в Оренбургской государственной медицинской академии [4]. Через 45, 90 и 135 сут животных выводили из эксперимента под эфирным наркозом 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). Содержание МЭ (Fe, Cu, Zn, Cr, Ni) в крови и селезенке крыс Вистар определяли атомно-адсорбционным методом на спектрометре "КВАНТ-2А" (ООО "Корчек", Москва). Результаты обрабатывали статистически методами непараметрического анализа. Исследованные показатели представлены в виде Ме и интерквартильного размаха (25-й и 75-й процентили). Для сравнения групп использовали ^-критерий Манна—Уитни.
Результаты и обсуждение
Анализ полученных результатов показал, что в опыте и контроле на протяжении 45, 90 и 135 дней наблюдения животные не погибали. Так, по отношению к уровню МЭ в контрольной группе животных на 45-е сутки эксперимента установлено: в крови — снижение содержания Fe, Ni (3-я группа) и повышение уровня Zn, Cr (3-я и 4-я группы); в селезенке — повышение содержания Zn (4-я группа) и Cr (3-я и 4-я группы). На 90-е сутки: в крови — снижение содержания Cu (3-я и 4 группы), Fe (2-я группа) и Ni (2-я группа) и повышение концентрации Zn (2, 3, 4-я группы) и Cr (3-я и
63
[гиена и санитария 3/2012
Влияние хрома, бензола и их комбинации на содержание микроэлементов в крови крыс Вистар (Ме, 25-й и 75-й процентили)
Группа Сроки, дни Cu Zn Fe Ni Cr
1-я (n = 24) 0,87 [0,79; 1,02] 4,92 [4,0; 5,47] 368 [292; 477] 0,07 [0,03; 0,20] 0 [0; 0,02]
2-я 45 (n = 20) 1,04 [0,93; 1,07] 4,54 [4,26; 5,31] 352 [293; 403] 0,09 [0,04; 0,16] 0,06 [0; 0,08]
90 (n = 11) 0,71* [0,66; 0,81] 6,34* [5,41; 6,77] 288* [269; 348] 0,03* [0,01; 0,04] 0,03 [0,02; 0,05]
135 (n = 5) 0,47*,# [0,42; 0,52] 3,57*,# [3,44; 3,71] 247* [262; 293] 0,02* [0,02; 0,03] 0,01# [0,01; 0,02]
3-я 45 (n = 20) 0,83 [0,74; 1,12] 5,32 [4,48; 7,14] 319 [276; 384] 0,03 [0,02; 0,07] 0,33 [0,22; 0,43]
90 (n = 11) 0,65* [0,59; 0,71] 5,62 [5,02; 6,7] 399 [330; 473] 0,07 [0,03; 0,08] 0,23* [0,09; 0,29]
135 (n = 5) 0,52*# [0,36; 0,69] 3,88*,# [2,68; 5,09] 202*,# [125; 279] 0,02# [0,02; 0,03] 0,52*# [0,36; 0,68]
4-я 45 (n = 22) 0,94 [0,87; 1,15] 4,36 [3,76; 4,94] 364 [320; 396] 0,06 [0,05; 0,09] 0,48 [0,40; 0,58]
90 (n = 15) 0,74* [0,72; 0,82] 5,57* [4,8; 6,98] 365 [312; 450] 0,85 [0,56; 1,09] 0,28* [0,25; 0,32]
135 (n = 5) 0,49*# [0,44; 0,54] 3,81*,# [3,3; 4,32] 122*,# [70; 173] 0,01*# [0,01; 0,02] 0,19*# [0,1; 0,28]
Примечание. Обозначены достоверные отличия (р < 0,05): жирным — по отношению к контролю; * — 45 и 90, 45 и 135 дней; # — 90 и 135 дней.
4-я группы); в селезенке — уменьшение уровня Fe (3-я группа) и увеличение содержания Cu (2-я группа). На 135-е сутки: в крови — снижение содержания Cu, Fe и Ni (2, 3, 4-я группы) и повышение концентрации Cr (3-я и 4-я группы); в селезенке — повышение содержания Cu (4-я группа), Fe (2, 3, 4-я группы), Cr (2, 3, 4-я группы) — см. таблицу.
Таким образом, анализ полученных результатов показал, что бензол и хром в течение 45, 90 и 135 дней вызывали дисбаланс МЭ в биосубстратах экспериментальных крыс, который в целом выражался в снижении концентрации Cu, Ni (кровь), Fe (кровь, селезенка) и повышении содержания Zn (кровь, селезенка), Cr (кровь, селезенка). Вместе с тем выявляется закономерность в изменении содержания таких МЭ, как Cr и Fe (кровь), Zn и Cu (кровь), Ni и Fe (кровь). Установленный дисбаланс МЭ можно объяснить их взаимодействием друг с другом, которое проявляется в виде синергических и антагонистических эффектов
[1]. Так, в настоящее время установлен антагонизм (Zn и Cu; Fe и Cr, Zn и Cr) и синергизм (Fe и Ni) изученных нами металлов. Обнаруженное нами в крови и селезенке (45-е и 90-е сутки) увеличение содержания Zn, вероятно, обусловлено сниженной концентрацией Cu, выявленной в указанных биосубстратах. В то же время увеличение содержания Cr, установленное нами во всех биосубстратах, в свою очередь приводит к снижению концентрации Fe (кровь 45, 90 и 135-е сутки), так как на всасывание Cr оказывают влияние уровни Zn и Fe, содержание которых было снижено. Кроме того, предполагается существование конкуренции Cr с Fe за связывание с общим носителем (трансферрином) в кровяном русле [1]. Вместе с тем выявленное нами уменьшение содержания Ni и Fe в крови (45-е и 135-е сутки) экспериментальных животных может быть объяснено существующим фи-
зиологическим синергизмом между этими МЭ, когда дефицит одного их них влечет за собой дефицит другого и наоборот [1]. Учитывая ранее полученные нами данные о депрессивном влиянии указанных веществ на иммунологические параметры [2], активацию процессов свободнорадикального окисления [3], приводящую к возрастанию числа апоптотирующих спленоцитов, можно предположить, что выявленный дисбаланс МЭ может лежать в основе указанных иммунологических изменений, поскольку почти все иммунные процессы в организме реализуются с участием МЭ. Дальнейшее определение механизмов и маркеров воздействия бензола, соединений хрома и комбинации этих веществ позволит на ранних этапах выявлять действие указанных веществ и дополнительно использовать эти данные для санитарно-гигиенического мониторинга.
Литер атура
1. Боев В. М. Микроэлементы и доказательная медицина. — М.: Медицина, 2005.
2. Михайлова И. В., Кислинская Е. С., Пушкарева Л. А., Румянцева А. В. // Гиг. и сан. — 2009. — № 4. — С. 73—75.
3. Тимошинова С. В., Шарапова Н. В., Михайлова И. В. и др. // Вестн. Оренбурге. гос. ун-та. — 2004. — № 10. — С. 132— 133.
4. УтенинВ. В. Гигиеническая характеристика хрома и бензола и морфофункциональные аспекты их взаимодействия на организм в условиях эксперимента: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. — Оренбург, 2002.
5. Flora D. S., Serra D., Camoirano A., Zanacchi P. // Biol. Trace Elem. Res. — 1989. — Vol. 21. — P. 179—187.
6. KawasakiSh., TakisawaH., Takami K. et al. // Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. — 2001. — Vol. 24, N 4. — P. 419—426.
Поступила 21.11.11
64
