CC BY
4УДК 616.24-003.656.6
Д.В. Фоменко, П.В. Золоева, Н.Н. Михайлова, В.П. Сафина ДИНАМИКА РАЗВИТИЯ АНТРАКОСИЛИКОЗА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ
ГУ НИИ комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний СО РАМН, г. Новокузнецк
Работа посвящена изучению влияния угольно-породной пыли на биохимические и иммунологические показатели крови в эксперименте. Установлено , что трехнедельная затравка угольно-породной пылью в концентрации 22 мг/м3 вызывает стресс-реакцию и активизацию процессов метаболизма. Двукратное увеличение времени и концентрации затравки сопровождается появлением гипоксической компоненты, элементов иммунодефицита и начало воспалительного процесса.
Ключевые слова: патогенез, антракосиликоз, угольно-породная пыль, метаболизм.
D.V. Fomenko, P.V. Zoloyeva, N.N. Mikhailova, V.P. Safina. Experimental development of atherosclerosis. The article deals with influence of coal rock dust on biochemical and immunologic serum parameters in experiment. Findings are that 3-week impact of coal rock dust (22 mg/m3) causes stress reaction and metabolism activation. Double increase of the duration and the concentration induces hypoxia component , immune deficiency elements and inflammation start.
Key words: pathogenesis, anthracosilicosis, coal rock dust, metabolism.
Изучение ранних метаболических изменений крови при вдыхании угольно-породной пыли важно для изучения отдельных звеньев патогенеза заболеваний пылевой этиологии, поскольку только своевременная диагностика и проведение профилактических мероприятий позволят принять адекватные меры по защите органов дыхания [2, 3, 6—9]. В этой связи целью нашего исследования явилось экспериментальное изучение динамики биохимических и иммунологических показателей крови при вдыхании угольно-породной пыли.
М а т е р и а л ы и м е т о д и к и. Опыты выполнены на белых лабораторных крысах массой 180—200 г. Животные делились на 3 группы: 1-я — интактные, п = 10; 2-я — крысы, вдыхавшие в затравочной камере угольную пыль (уголь марки ГЖ) ежедневно в течение 3 недель (средняя концентрация пыли 22 мг/м3), п = 20; 3-я — крысы, вдыхавшие в затравочной камере угольную пыль 6 недель (средняя концентрация пыли — 42 мг/м3), п = 20. Время нахождения крыс в камере — 4 ч в день. Биохимические и иммунологические показатели крови исследовались после декапитации животных, которая проводилась в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» (приказ МЗ СССР № 755 от 12.08.1977 г.). Для затравки
использовалась пылевая камера цилиндрической формы объемом 130 л. В стенки камеры установлены пластиковые «патроны-домики» с крысами, помещенными таким образом, чтобы внут-
ри находилась только морда животного. Камера снабжена отверстиями для подачи пыли , отсоса и отбора проб воздуха. Для равномерного распределения пыли в камере находится вентилятор с регулируемой скоростью вращения. Концентрацию пы1ли в затравочной камере создавали динамическим методом и регулировали путем изменения скорости подаваемого в распылитель воздуха. Скорость нагнетаемого воздуха (0,5—1 л/мин) измерялась при помощи ротаметра. Скорость отсоса воздуха из камеры — 50 л/ мин. Скорость отсоса регулировалась с помощью реометра с поворотными диафрагмами. В качестве воздуходувок использовались стационарно закрепленные компрессоры. Концентрацию пыли в воздухе затравочной камеры определяли гравиметрическим методом с использованием фильтров АФА-ВП-10.
Биохимические и иммунологические показатели крови исследовались после декапитации животных. Иммунотурбидиметрическим методом на фотометре 5010 (Германия) определяли содержание в крови гаптоглобина (Hp, с помощью наборов «Haptoglobin» производства «Sprinreact», Испания), церулоплазмина (ЦП, наборы «Ceruloplasmin» производства «Sprinreact», Испания), сывороточных иммуноглобулинов А, G, М с помощью соответствующих наборов (IgA, IgG, IgM) фирмы PLIVA — Lache ma (Чехия). Глюкозооксидазным методом на фотометре РМ 750 (Германия) определяли содержание глюкозы (наборы «Новоглюк-К, М» производства «Вектор — Бест», Россия);
энзиматическим колориметрическим методом на фотометре 5010 (Германия) определяли содержание общего холестерина (ХСо6), липопроте-инов низкой плотности (ХСлпнп), липопротеинов высокой плотности (ХСлпвп) и триглицеридов с помощью соответствующих наборов фирмы «Ольвекс — Диагностикум» (Россия).
Статистический анализ данных производился с помощью компьютерной программы «Статистика 6».
Р е з у л ь т а т ы и о б с у ж д е н и е. Угольно-породная пыль, поступая через органы дыхания, оказывает влияние на характер течения всей совокупности метаболических процессов, происходящих в организме опытных животных. Трехнедельная затравка вызвала изменение параметров углеводного и липидного обмена, проявившееся в достоверном снижении: в 1,4 раза уровня глюкозы, полуторакратном — общего холестерина, липопротеинов высокой плотности и почти трехкратном липопротеинов низкой плотности в плазме крови экспериментальных животных (таблица). Косвенным подтверждением активации антиоксидантной системы в ответ на вторжение пылевых частиц явилось двукратное увеличение церулоплазмина в плазме крови.
Продолжение пылевого воздействия на организм животных сроком до шести недель и двукратное увеличение концентрации пыли вызвало изменения со стороны иммунной системы: достоверно повысился уровень ^М при одновременном снижении сывороточного ^А. Ги-поксические явления, наблюдаемые у крыс с
шестинедельной затравкой, выразились в двукратном увеличении количества эритроцитов и гемоглобина.
Таким образом , относительно непродолжительное воздействие пыли в концентрации 22 мг/м3 оказалось для животных стрессирующим фактором, который повлек за собой адаптивную реакцию активизации процессов анаболизма, усиление гликолиза с максимальным использованием как углеводных , так и липидных топливных молекул.
В условиях стресса усиливаются процессы свободнорадикального окисления. Попадание пылевых частиц на мембрану активизирует фагоциты , особая ферментная система которых, встроенная во внешнюю клеточную мембрану — ЫАЭРИ -оксидаза — изменяет электронную структуру молекулы кислорода, превращая его в кислородные радикалы [13].
Присутствие последних в избыточном количестве также является причиной активации процессов перекисного окисления липидов , соответственно начинает повышаться активность антиоксидантной системы, что объясняет двукратное увеличение содержания церулоплазмина в плазме крови животных второй группы. Полученное достоверное повышение гаптоглобина согласуется с нашими результатами клинических наблюдений у больных антракосиликозом и , вероятно, связано с усилением воспалительных процессов [10].
На этой стадии эксперимента иммунного ответа и очевидных гипоксических проявлений обнаружено не было. Известно, что пневмоко-
Группа животных / показатели Контроль Вдыхание пыли, 3 нед Вдыхание пыли, 6 нед
^А, г/л 0,22 ± 0,02 0,25 ± 0,01 0,10 ± 0,002*
^С, г/л 2,7 ± 0,06 3,0 ± 0,09 2,7 ± 0,04
ЩМ, г/л 0,36 ± 0,02 0,38 ± 0,01 0,46 ± 0,01**
Ир, мг/дл 37,3 ± 2,2 53,4 ± 3,4** 49,2 ± 2,6*
ЦП, мг/дл 8,2 ± 0,9 16,8 ± 0,7* 10,3 ± 0,7
Глюкоза, ммоль/л 6,0 ± 0,2 4,4 ± 0,2* 6,9 ± 0,2
ИЬ, г/л 116,5 ± 5,5 116,1 ± 1,8 136,4 ± 2,1*
Эритроциты, на 10 12 л 2,2 ± 0,3 2,1 ± 0,2 4,8 ± 0,1*
Лейкоциты, на 10 9л 3,6 ± 0,7 3,6 ± 0,2 6,4 ± 0,5*
ХС об., ммоль/л 2,6 ± 0,09 1,6 ± 0,1* 2,0 ± 0,06
Альфа-ХС, ммоль/л 0,9 ± 0,04 0,6 ± 0,05* 0,9 ± 0,06
ХСлпнп, ммоль/л 1,21 ± 0,06 0,43 ± 0,08* 0,74 ± 0,03*
* р £ 0,05; ** р £ 0,01 — достоверные отличия по отношению к соответствующему показателю в группе интак
тных животных.
Динамика изменения биохимических параметров крови крыс при вдыхании угольно-породной пыли
ниоз угольщиков — широко распространенный термин в зарубежной литературе — объединяет две единые по этиологии, но разные по клинико-морфологическим проявлениям формы: антракоз и антракосиликоз. При низких концентрациях в ингалируемой пыли кристаллических частиц развивается первая форма, при достаточно высоких — антрако-
силикоз. В наших экспериментах увеличение сроков затравки более высокой концентрацией угольной пыли изменило метаболическую картину, которая из адаптивной стала превращаться в патологическую. Изменение характера течения заболевания во многом связано с нарушением иммунной реактивности [7].
Полученное нами достоверное снижение ХСлпнп в ранние сроки затравки и двукратное увеличение лейкоцитов в крови в более поздние сроки косвенно свидетельствуют об изменении иммунной реактивности [11].
Достоверное повышение является тому
подтверждением , поскольку известно , что в ходе первичного иммунного ответа вначале появляются антитела ^М-класса, являясь основными рецепторами для антигенов на поверхности зрелых В-клеток [4 , 5]. Достоверное снижение уровня сывороточного ^А свидетельствует о формировании иммунной недостаточности, которая может способствовать присоединению инфекции органов дыхания. Отсутствие изменений в содержании ^С , основного иммуноглобулина , составляющего около
75 % от общего количества, свидетельствует о том, что на этой стадии развития патологического процесса оно не перешло еще в состояние хронического. Тем не менее, увеличение срока затравки до шести недель и двукратное повышение концентрации пыли во вдыхаемом воздухе привели к возникновению гипоксической компоненты.
Анализ литературных данных показывает , что при контакте пылевой частицы с мембраной фагоцита существенно повышается уровень потребления кислорода клеткой. И практически весь дополнительно поглощенный кислород не используется ни на энергетические , ни на пластические потребности клетки [1]. На наш взгляд , достоверно возросшее количество эритроцитов и соответственно гемоглобина в крови — попытка организма справиться с недостаточностью кислорода. Запыленная легочная ткань , будучи не в состоянии захватить необходимое количество кислорода, пытается компенсировать его недостаток увеличением транспортирующих кислород клеток.
В ы в о д. Анализ результатов экспериментального изучения влияния уголь-
но-породной пыгли на биохимические и иммунологические параметрыг крови подтверждает, что трехнедельная затравка угольной пыглью в концентрации 22 мг/м3 выгзыгвает стресс-реакцию, сопровождающуюся активацией метаболических процессов; затравка до 6 нед в концентрации 42 мг/ м3 выгзыгвает состояние предболезни, характеризующееся наличием гипоксической компонентыг, элементами иммунодефицита и началом воспалительного процесса. На этой стадии целесообразно начать применение профилактических мероприятий для предотвращения перехода состояния пред-болезни в болезнь и ее трансформацию в форму хронического антракосиликоза.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Величковский Б.Т. Экологическая пульмонология (роль свободнорадикальных процессов). — Екатеринбург , 2003.
2. Волышкина Е.В., Громов К.Г. // Кокс и химия. —
1998. — № 11. — С. 30—33.
3. Давыдова Н.Н. // В кн.: Медико-экологические проблемы репродуктивного здоровья работающих. —
М., 2000. — С. 36—39.
4. Джеске Д.Д., Кепра Д.Д. // Иммунология. — Т. 1. — М.: Медицина, 1987. — С. 205 —254.
5. Дранник Г.Н. Клиническая иммунология и аллергология. — М., 2003.
6. Измеров Н.Ф. // Бюл. Научного совета «Медико-экологические проблемы работающих». — 2003. — № 1. — С. 4—10.
7. Измеров Н.Ф., Дуева A.A., Милишникова В.В. // Мед. труда. — 2000. — № 6. — С. 1—5.
8. Кабаев Ш.К., Бимангамбетова З.У. // В кн.: Сб. научн. тр. «Гигиена труда и состояние здоровья рабочих горнодобывающей и металлургической промышленности в Казахской ССР». — Караганда, 1990. — С. 83—87.
9. Кулкыгбаев Г.А., Исмаилова A.A., Карабалин С.К., Ажиметова Г.Н. // В кн.: Актуальные вопросы медицины труда. — Новокузнецк ,2005. — С. 43—46.
10. Панев Н.И., Ройзен А.Я., Шавцова Г.М. и др. // В кн.: Клинические аспекты профпатологии. —
Томск ,2002. — С. 29—32.
11. Храмцов А.В., Пескин А.В., Морозов И.А. // В кн.: Докл. АН СССР. — 1983. — С. 1272—1274.
12. Эшмен Р.Ф. // В кн.: Иммунология. — Т. 1. — М., 1987. — С. 461—462.
13. Lyons C.R., Lipscomb M.F. // Immunol. — 1983. — Vol.123. — P. 1113—1119.
Поступила 16.03.06
