CC BY
62
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ
БИОХИМИЯ
ТОСТОЯНИЕ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ В КРЫС РАЗНОГО ВОЗРАСТА ПРИ ДЕЙСТВИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И РАУНДАПА
Дмухальская Евгения Богдановна
канд. биол. наук, доцент ГВУЗ "Тернопольский государственный медицинский университет
имени И.Я. Горбачевского МОЗ Украины ", Украина, г. Тернополь E-mail: dmukhalska@tdmu. edu.ua
THE STATE OF THE IMMUNE SYSTEM IN DIFFERENT AGE RATS AFFECTED BY THE HEAVY METALS AND ROUNDUP
Yevheniya Dumukhalska
candidate of biological sciences, PhD, associate professor of SHEI «I. Ya. Horbachevsky Ternopil state medical
university of Ministry of Health of Ukraine",
Ukraine, Ternopil
АНОТАЦИЯ
Опыты проводили на лабораторных нелинейных белых крысах-самцах трех возрастных групп: полового созревания, половой зрелости и старые животные, которым внутрижелудочного в течение 30-ти суток вводили водные растворы ацетата свинца, сульфата меди и глифосата (в форме гербицида раундапаё). Установлено, что в крыс при комбинированном действия глифосата (в форме раундапа), ацетата свинца, сульфата меди с возрастом увеличивается содержание циркулирующих иммунных комплексов. Под действием тяжёлых металлов и ра-ундапа концентрация иммуноглобулинов понижается в крови крыс всех возрастных групп.
ABSTACT
The experiment was carried out on lab nonlinear white rats - males three age periods: puberty, mature and old aging animals. The rats receiving the lead acetate, copper sulfate, glyphosate (in herbicide Roundup) in combined. It has been established that the content of circulating immune complexes increases by the combined effect of glyphosate (in Roundup form herbicide), Lead acetate, Copper sulfate in different age rats. There was a significant decreace concentration of immunoglobulins in the blood of all age groups rats.
Ключевые слова: иммунная система, иммуноглобулины, цитокины, глифосат, ацетат свинца, сульфат меди.
Keywords: immune system, immunoglobulins, cytokines, glyphosate, lead acetate, copper sulfate.
Попадая в клетки, ионы свинца, меди (как и многих других тяжелых металлов) дезактивирует ферменты, за счет связывания сульфгидрильных групп белковой составляющей ферментов и образования -S-Pb-S-, S-Cu-S- комплексов. Свинец замедляет познавательное и интеллектуальное развитие детей. Под действием свинца увеличивается кровяное давление, что вызывает сердечно-сосудистые заболевания, нарушается функциональные нервной системы,
которое сопровождается головной болью, головокружением, повышенной раздражительностью, нарушением сна, ухудшением памяти, мышечной гипотонией, потливостью. Свинец может заменять кальций в костях, становясь постоянным источником отравления. Органические соединения свинца еще более токсичны. Избыточное количество меди вызывает подобные нарушения биологических функций организма человека [1; 2; 9]. Не менее токсичны есть фосфорорганические пестицид, которые влияющие
Библиографическое описание: Дмухальская Е.Б. Состояние иммунной системы в крыс разного возраста при действии тяжелых металлов и раундапа // Universum: Химия и биология: электрон. научн. журн. 2018. № 9(51). URL: http://7universum. com/ru/nature/archive/item/632 7
на нервную мышечную и другие системы человека [3; 12].
Целью нашей работы было исследовать влияние комбинированного действия ацетата свинца, сульфата меди и глифосата в форме Раундапа на иммунную систему крыс разного возраста.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Опиты проводили на лабораторных нелинейных белых крыс - самцов трех возрастных периодов: полового созревания (молодые, массой тела 70-90 г и возрастом 1- 3 мес.), половозрелые (средние, массой 170-210 г и возрастом 5-8 мес.) и старые (массой теле 250-300 г и возрастом 20-24 месяца) животные. Возраст крыс определяли по схеме В.И. Махинько и Н.Н. Никитина [7].
Интоксикацию крысам моделировали путем одновременно и отдельно ежедневного приема внутри-желудочного в течение 30 суток водных растворов ацетата свинеца в дозе 11 мг / кг массы тела (1/20 LD50), сульфата меди в дозе 13 мг / кг массы тела (1/20 LD50), глифосата (в форме гербицида ра-ундапу) в дозе 250 мг / кг массы тела (1/20 LD50). В качестве контроля использовали интактные крыс соответствующего возраста которым вводили питьевую водопроводную дехлорированую воду.
Подопытных животных всех возрастных периодов были разпределены на следующие группы: I - ин-тактные (контрольные), II - которым вводили ацетат свинца, III - сульфат меди, IV - раундап, V - которым вводили все вышеперечисленные токсиканты. На 31-е сутки после последнего введения ксенобиотиков животных выводили из эксперимента в условиях тио-пентал-натриевого наркоза.
Гуморальную систему иммунитета оценивали по уровню иммуноглобулинов класса IgA, IgM, IgG в сыворотке крови биохимическим методом [5]
Все подопытные крысы находились в виварии ГВУЗ "Тернопольский государственный медицинский университет имени И.Я. Горбачевского МОЗ Украины" на стандартном рационе в соответствии с санитарно-гигиеническими нормами. Все эксперименты и содержание животных проводились в соответствии с национальными (Закон Украины № 3447-IV "О защите животных от жестокого обращения", 2006) и международными («Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов и других научных целей», Страсбург, 1986) общими правилами и рекомендаций об гуманном обращении с лабораторными животными [4, 6, 11]
Статистическая обработка цифровых данных осуществляли с помощью программного обеспечения EXCEL (Microsoft, США) и statIstICa6.0 (Statsoft, США) с использованием непараметрических методов оценки полученных данных. Для всех показателей рассчитывали значение средней арифметической выборки (M), ее дисперсии и ошибки средней (m). Достоверность различий значений между независимыми количественными величинами определяли с помощью критерия Манна-Уитни. Изменения считали статистически достоверными при р <0,05 [10].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
На возрастные особенности функционирования иммунной системы влияют как экзогенные, так и эндогенные факторы [8]. Нами проведены исследования по изучению влияния солей тяжёлых металлов и глифосата в форме раундапа на гуморальную иммунную систему.
Результаты наших исследований показали, что с возрастом повышается концентрация циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК) и иммуноглобулинов в сыворотке крови интактных животных (табл., 1). Так содержание ЦИК в крови взрослых крыс выше на 40 %, а в старых - 65% по сравнению с неполовозрелыми животными. Такую тенденцию наблюдали при анализе концентрации иммуноглобулинов. Введение крысам раствора ацетата свинца повлекло к росту ЦИК во всех возрастных группах. Этот показатель для животных молодого возраста вырос на 57 %, а у взрослых и старых - на 29 % и 53 %, соответственно, по сравнению с контролем. При комбинированном действия всех изучаемых ксенобиотиков содержание ЦИК выросло в сыворотке крови неполовозрелых животных на 96 %, половозрелых - 42 %, старых - 68 %.
При анализе влияния солей тяжелых металлов и раундапу в комбинации и отдельно на концентрацию иммуноглобулинов в сыворотке крови мы наблюдали уменьшение этих показателей во всех возрастных групп и за действия всех ксенобиотиков. Малейшие изменения концентрации иммуноглобулинов наблюдались при действии сульфата меди, так у молодых крыс концентрация ^А составляла 85 %, а IgG -88 %, ^М - 86 % от уровня интактных животных. В организме пораженных сульфатом меди взрослых крыс концентрация иммуноглобулинов снизилось на 5 - 7 %, а старых ^А концентрация изменилась на 23 %, а IgG - 11 %, IgM - 27 % в сравнении с контролем.
При использовании как ксенобиотика раундапа, ми наблюдали большие изменения концентрация иммуноглобулинов в сыворотке крови молодых и старых крыс в сравнении с взрослыми животными. Так в сыворотке крови молодых и старых животных концентрация ^А и ^М составляла 80 %, а IgG - 72 % и 79 % соответственно, от уровня интактных животных. Это можно объяснить тем, что в молодых крыс не сформированная иммунная система, а в старых животных наблюдается дисфункция иммунитета [5].
При комбинированном действии раундапу, сульфата меди и ацетата цинка концентрация иммуноглобулинов в сыворотке крови молодых крыс снизилась на 38% для ДО, а для ДО - на 32%, ^М - 25%.
Анализируя данные наших исследований можно считать, что использованы токсиканты подавляют функции клеточное звено иммунитета в животных всех возрастов, особенно молодого возраста в которых еще недостаточно сформирована иммунная система.
Таблица 1.
Показатели гуморального иммунитета в сыворотке крови крыс разного возраста, под действием ацетата свинца, сульфата меди, глифосата и их сочетанния (М+m; п=10)
Возраст Показатель Группы опытных животных, крысы
Интактые CuSO4 (CH3COO)2Pb Раундап Комбинованое действие
Неполовозрелые Ц1К у.о,./л 33,6+2,1 42,3+2,4* 52,9+2,5* 56,8+2,8* 65,8+2,4*
IgA^/л 1,13+0,04 0,97+0,01* 0,84+0,02 0,90+0,02* 0,70+0,01*
^0,г/л 4,19+0,09 3,70+0,09 3,00+0,04* 3,56+0,02* 2,85+0,.03*
IgM^/л 8,58+0,08 7,41+0,09 7,05+0,10* 7,01+0,01* 6,64+0,07*
Половозрелие Ц1К у.о,./л 47,1+2,0 51,3+1,7* 60,6+2,3* 61,2+2,3* 66,8+3,4*
IgA^/л 2,04+0,03* 1,95+0,01* 1,90+0,02* 1,91+0,02* 1,84+0,02*
^0,г/л 5,41+0,08 5,03+0,09 4,74+0,04 4,73+0,05 4,28+0,05
^М,г/л 9,82+0,10 9,04+0,08 8,02+0,14* 8,48+0,10 7,94+0,12*
Старые Ц1К у.о,./л 55,7+2,0 75,5+3,2* 85,1+2,5* 81,2+2,8 93,3+2,8*
IgA^/л 2,89+0.04 2,24+0.03* 2,01 +0.02 2,30+0.02 1,92+0.02*
^0,г/л 6,08+0,02 5,42+0,08 4,81+0,08* 5,72+0,09 4,27+0,07*
^М,г/л 10,67+0,11 9,05+0,10 7,74+0,10 8,58+0,11 7,21+0,10
Примечание: *- результаты достоверны относительно интактных животных (р<0,05)
ВЫВОДЫ всех возрастных группах животных за действия со-
По результатам проведенных исследований уста- лей тяжелых металлов и фосфорорганических пести-
новлено иммунологические изменения в организме цида раундапу.
Список литературы:
1. Балан Г.М., Юрченко И.В., Игнатенко Л.В. К клинике и лечению неврологических и абдоминальных нарушений при хронической свинцовой интоксикации // Совр. пробл. токсикол. -2003. -№ 4. - с. 50-56
2. Гнатейко О. З., Лук'яненко Н. С. Екогенетичш аспекти патологи людини, спричинено1 впливом шшдливих фага^в зовшшнього середовища // Здоровье ребенка. - 2007. - № 6 (9). - С. 82-87.
3. Доповнення до перел^ пестицидiв та агрох1мжапв, дозволених до використання в Укрш'ш. - Мшютерство охорони навколишнього природного середовища Украши, Кшв. - 2009. - 304 с.
4. Закон Украши "Про захист тварин вщ жорстокого поводження " ввд 21.02.2006 р., № 3447.
5. Кишкун А.А. Иммунологические исследования и методы диагностики инфекционных заболеваний в клинической практике. - М: МИА, 2009. -712 с.
6. Кожем'яюна Ю.М., Хромова О.С., Фшоненко М.А. Науково-практичш рекомендацп з утримання лаборатор-них тварин та робота з ними. - К.: Авщена, 2002. - 156 с.
7. Махинько В.И., Никитин В.Н. Константы роста и функциональные периоды развития в постнатальной жизни белах крыс // Молекулярные и физиологические механизмы возрастного развития. - Киев, 1975. - С. 308326.
8. Система цитокинов. Теоретические и клинические аспекты. / Под ред. акад. РАМН В.А. Козлова и д.м.н. С.В. Сенникова. - Новосибирск: «Наука». -2004. - 344 с.
9. Трахтенберг И. М. Книга о ядах и отравлениях. - К. : Наукова думка, 2000. - 366 с.
10. Bernard Rosner. Fundamentals of Biostatistics. - Boston, USA. - 2010. - 859 p.
11. European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes. -Council of europe. strasbourg. - 1986. - № 123. - 52 p.
12. Soundbite molecules / Cotton Simon // Education in Chemistry. - 2005. - Vol. 42, № 2, - P. 34. (http://www.rsc.org/Education/EiC/issues).
