CC BY
7
С КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 2002
УДК 615.916:546.815/.819].099.015.44.076.9
И. А. Пашкевич, Ю. А. Успенская, В. В. Нефедова, А. Б. Егорова
АНАЛИЗ ЯДРЫШКОВОГО АППАРАТА КЛЕТОК КОСТНОГО МОЗГА ПРИ СВИНЦОВОЙ ИНТОКСИКАЦИИ
Красноярский государственный аграрный университет. Красноярская государственная мсдииинская академия
Широкое использование свинца в промышленности, загрязнение этим элементом объектов окружающей среды и в связи с этим поступление ксенобиотика в организм человека и животных могут приводить к различным нарушениям в состоянии их здоровья, изменениям на клеточном, молекулярном, органном и системном уровнях.
Проведенные исследования показали, что цитотокси-ческое действие многих тяжелых металлов обусловлено индукцией апоптоза — контролируемой формы клеточной гибели [1].
Существует мнение, что токсичные факторы, обладающие мембранолитическими свойствами, являются индукторами некроза [7|. Известно, что свинец может выступать и как апоптотический, и как некротический стимул [4].
Апоптоз сопровождается существенными изменениями ядерного материала клеток, в том числе морфофунк-циональных свойств ядрышек [8].
Целью настоящей работы явилось изучение полиморфизма ядрышек при свинцовой интоксикации, сопровождающейся индукцией апоптоза в клетках костного мозга in vivo.
Эксперименты проведены на 25 беспородных белых мышах-самцах массой 18—20 г, разделенных на 5 групп по 5 мышей в каждой.
В 1-й группе животным вводили раствор ацетата свинца (растворитель — 0,9% раствор хлорида натрия) в дозе 20 мг/кг в течение 14 дней внутрибрюшинно; во 2-й группе — ацетат свинца в дозе 30 мг/кг в течение 14 дней; в 3-й группе (контроль) — физиологический раствор в течение 14 дней внутрибрюшинно; в 4-й и 5-й группах затравка свинцом в дозах соответственно 20 и 30 мг/кг длилась 14 дней, после чего исследования проводили на 28-е сутки для изучения процесса восстановления гемо-поэза в костном мозге.
Животных забивали методом цервикальной дислокации спинного мозга в шейном отделе [2].
Процессы запрограммированной клеточной гибели (апоптоза) и некроза в костном мозге изучали методом световой микроскопии. Под иммерсией (увеличение 1000) анализировали по 200 клеток на каждом мазке ко-
стного мозга, окрашенном по Паппенгейму |2]. При этом морфологическими признаками апоптоза считали конденсацию хроматина, кариорексис и кариопикноз, уменьшение размеров клеток, а некроза — набухание клетки, кариолизис [10, 11).
Идентификацию ядрышек осуществляли методом окраски серебром [6]. В клетках определяли: 1-й тип — компактные и нуклеолонемные ядрышки (диаметр 2—4 мкм), 2-й тип — плотные фибриллярные ядрышки (диаметр до I мкм), что соответствует высокой (1-й тип) и низкой (2-й тип) функциональной активности ядрышек.
Статистическую обработку полученных данных проводили методами вариационной статистики с использованием критерия / Стьюдента.
Подострое введение ацетата свинца в течение 14 дней повышало количество клеток в состоянии апоптоза и некроза, эти процессы имели достоверно более выраженный характер при увеличении дозы ксенобиотика (рис. 1, А и Б). Одновременное проявление некроз- и апоптозиндуцирующей активности характерно для действия экстремальных факторов достаточной мощности, в частности ксенобиотиков в высоких дозах. Апоптоз — это активный, физиологически естественный процесс саморазрушения клеток, вызываемый включением внутриклеточного молекулярного механизма запрограммированной гибели [3). Развитие апоптоза при экзогенных интоксикациях может являться значимым компонентом патогенеза дисфункции клеток. С целью определения степени обратимости такого рода событий при действии свинца мы оценили характер восстановления кроветворения после 14-дневного курса введения ксенобиотика. При этом отмечалась тенденция к снижению числа клеток костного мозга, находящихся в состоянии апоптоза, тогда как уровень клеток с морфологическими признаками некроза сохранялся еще довольно высоким.
Известно, что при изменении функционального состояния клетки возможна регистрация нарушений ядерного и нуклеолярного аппаратов, что является чувствительной, хотя и неспецифической, характеристикой процесса клеточного повреждения [5].
Рис. 1. Влияние ацетата свинца на апоптоз и некроз.
А — ацетат свинца в дозе 20 мг/кг, Б — ацетат свинца в дозе 30 мг/кг. По оси абсцисс: а, г — контроль, 6—20 мг/кг свинца, 14-е сутки, о — 20 мг/кг свинца, 28-е сутки, — 30 мг/кг свинца, 14-е сутки, е — 30 мк/кг свинца, 28-е сутки. / — апоптоз, 2 — некроз. По оси ординат — здесь и на рис. 2—4: процент клеток с выявленными изменениями; одна звездочка - р < 0,05, три — р < 0,01, четыре — р < 0,001.
Г*"1 1 *##♦ _аг. Г-f-l
-J
■дм»
г з в
шдП шДЭ
г з д
Рис. 2. Изменения ядерного материала в клетках костного мозга при введении ацетата свинца.
Здесь и на рис. 3 и 4: А — на 14-е сутки; Б — на 28-е сутки; а — клетки с умеренным ядерно-цитоплазматическим отношением. 6— клетки с высоким ядерно-цитоплазматичсским отношением, в — клетки с деградацией хроматина; / — контроль, 2 — 20 мг/кг свинца, 3— 30 мг/кг свинца.
Рис. 3. Количество ядрышек 1-го типа в клетках с различным характером повреждения ядерного аппарата при действии ацетата свинца.
Действительно, при введении ацетата свинца в дозе 20 мг/кг в течение 14 сут увеличивается количество клеток с высоким ядерно-цитоплазматическим отношением (23,20 ± 0,80 по сравнению с 13,90 ± 1,15 в контроле; р < 0,001) и количество клеток с деградацией хроматина в ядре (соответственно 22,0 ± 1,20 и 6,70 10,61; р < 0,001) (рис. 2, А). Среднее количество крупных ядрышек в клетках увеличивается соответственно в 2,5 и 3,5 раза (рис. 3, А). При этом в клетках, где произошла деградация хроматина, идет возрастание количества ядрышек 2-го типа (42,20 ± 2,42 по сравнению с 11,00 ± 0,73 в контроле; р < 0,001) (рис. 4, А), что может свидетельствовать об изменении степени транскрипционной активности: мелкие ядрышки обладают крайне низким уровнем синтеза рРНК [9].
При увеличении дозы ацетата свинца до 30 мг/кг наблюдается нарастание количества клеток с высоким ядерно-цитоплазматическим отношением и увеличение количества всех видов ядрышек. Число крупных ядрышек достигает 50,20 ± 6,90 (в контроле 12,80 ± 1,02; р < 0,001). Это соответствует данным литературы о том, что гипертрофия ядер и количественные и качественные изменения нуклеолярного аппарата являются неспецифическим отражением апоптоза |7|. Что касается клеток с умеренно-цитоплазматическим отношением, то здесь мы наблюдаем снижение количества ядрышек 2-го типа по сравнению с эффектом ксенобиотика в дозе 20 мг/кг.
В процессе восстановительного периода выявилась тенденция к возвращению всех исследованных параметров до уровня контроля (рис. 2, Б \ 3, Б, 4, Б).
Таким образом, можно констатировать, что существует тесная взаимосвязь между сохранностью ядерного материала, активностью ядрышкового аппарата и степенью повреждения клеток костного мозга при действии тестируемого ксенобиотика. Прогрессирующая деграда-
" I I
Рис. 4. Количество ядрышек 2-го типа в клетках с различным характером повреждения ядерного аппарата при действии ацетата свинца.
ция ядра под действием ацетата свинца сопровождается неспецифическим увеличением количества ядрышек с измененным соотношением гранулярного и фибриллярного компонентов, изменением транскрипционной активности и, следовательно, функционального состояния ядерного аппарата клеток. Следовательно, регистрация изменений ядерного и ядрышкового материала может являться одним из чувствительных методов определения миелотоксического действия ксенобиотика.
J1 итература
1. Владимировская £ Б., Масчан А. А., Румянцев А. Г. // Гематол. и трансфузиол. — 1997. — № 5. — С. 4—9.
2. Гольдберг Е. Д., Дыгай А. М., Шахов В. П. Методы культуры ткани в гематологии. — Томск, 1992.
3. Дудич Е. И., Семенкова Л. П., Дудич И. В. // Бюл. экспер. биол. — 2000. — Т. 130, № 12. - С. 604-612.
4. Кудрин А. В., Жаворонков А. А. // Успехи соврем, биол. - 1998. - Т. 118, № 5. - С. 623-629.
5. Мамаев И. Н., Мамаева С. Е. // Цитология. — 1992.
- Т. 34, № 10. - С. 3-25.
6. Погорелое В. М., Байдурин С. А., Капланекая И. Б. и др. // Гематология. - 1992. - № 3. - С. 5-10.
7. Погорелое В. М., Козинец Г. И. // Гематол. и трансфузиол. - 1995. - Т. 40, № 5. - С. 17-25.
8. Программированная клеточная гибель / Под ред. В. С. Новикова. - СПб., 1996.
9. Челидзе П. В., Зацепина О. В. // Успехи соврем, биол. - 1998. - Т. 105, № 2. - С. 252-268.
10. Messam С. A., Pitlman R. N. // Exp. Cell Res. - 1998.
- Vol. 238. - P. 389-398.
11. Steller H. // Science. - 1995. - Vol. 267. - P. 1445-1449.
Поступило 26.11.2001
С КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 2002 УДК 614.7:691.175.5/.8
Е. И. Шишацкая, Е. Н. Еашбекова, Т. Г. Волова, Г. С. Калачева, В. А. Кратасюк ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОЛИОКСИАЛКАНОАТОВ - ПРИРОДНЫХ ПОЛИЭФИРОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
Институт биофизики СО РАН, Красноярск
Полиоксиалканоаты (ПОА) — полиэфиры оксипро-изводных жирных кислот биологического происхождения относятся к новому классу природных полимеров, обладающих термопластичностью, оптической и антиок-
сидантной активностью, пьезоэлектрическими свойствами, а также биоразрушаемостью и биосовместимостью [10]. Совокупность этих свойств в сочетании с возможностью получения на основе ПОА композитов с различ-
