CC BY
29
Т.И. Виткина, В.И. Янькова, В.А. Городный
ДИНАМИКА СОДЕРЖАНИЯ ГИДРОПЕРОКСИДОВ ЛИПИДОВ В АЛЬВЕОЛЯРНЫХ МАКРОФАГАХ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ МОДЕЛЬНЫХ ВЗВЕСЕЙ АТМОСФЕРНЫХ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ МИКРОРАЗМЕРНОГО РЯДА
Владивостокский филиал ФГБНУ «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания» - Научно-исследовательский институт медицинской климатологии и восстановительного лечения, Владивосток, Россия
Исследована динамика содержания гидроперекисей липидов и фагоцитарной активности альвеолярных макрофагов крыс линии Вистар при воздействии модельных взвесей, идентичных по составу твердых взвешенных частиц атмосферного воздуха районов г. Владивостока с незначительной и высокой техногенной нагрузкой. Интенсификация окислительной модификации мембранных липидов макрофагов, по-видимому, связана с механизмом патологического действия частиц мелкодисперсных фракций модельной взвеси, соответствующей зоне с высокой техногенной нагрузкой.
Ключевые слова: техногенная нагрузка, гидроперекиси липидов, макрофаги
The dynamics of the content of lipid hydroperoxide and the phagocytic activity of alveolar macrophages Wistar rats under the influence of model suspensions identical to the composition of suspended air particles districts of Vladivostok with low and high technogenic load. Intensification of oxidative modification of membrane lipids macrophages, apparently associated with the pathological mechanism of action of fine particles suspended fractions model corresponding to the area with high technological load.
Key words: antrpogenic load, lipidhydroperoxides, macrophages
Твердые взвешенные частицы (ТВЧ), содержащиеся в атмосферном воздухе, неблагоприятно сказываются на организме человека, при этом наибольшую опасность представляют мелкодисперсные частицы (PM1, PM2,5 и PM10) [5]. Основной механизм патологического действия ТВЧ микроразмерного ряда - усиление продукции активных форм кислорода (АФК), что приводит к интенсификации пероксидации липидов (ПОЛ), деградации белков, ингибированию ферментов и гормонов [1, 3]. Наиболее подвержены влиянию ТВЧ атмосферного воздуха альвеолярные макрофаги, являющиеся основными фагоцитирующими клетками в дыхательной системе. На данный момент комплексное влияние ТВЧ микроразмерного ряда на процессы пероксидации липидов в макрофагах мало изучено. Цель исследования - оценка состояния пероксидации липидов в альвеолярных макрофагах при воздействии модельных взвесей ТВЧ атмосферного воздуха микроразмерного ряда.
Материал и методы. Исследование проводили с соблюдением биоэтических норм содержания и эвтаназии животных. В эксперименте участвовало 17 крыс линии Вистар. У животных осуществляли отбор бронхоальвеолярного лаважа (БАЛ), из которого выделяли и культивировали альвеолярные макрофаги по методу Целуйко С. С. [4]. На третьи сутки после посева проводили нагрузочные тесты модельными взвесями ТВЧ, идентичными по составу частиц атмосферного воздуха районов г. Владивостока с незначительной (модельная взвесь № 1) и высокой (модельная взвесь № 2) техногенной нагрузкой. Модельные взвеси отличались друг от друга по содержанию фракций PM1 и PM10: взвесь № 1 содержала PM1 - 1,6% , PM10 - 3,7%, а взвесь № 2 - PM1 - 0,8% и PM10 - 19,5%. Выделено три группы культур: первая -интактная, вторая была нагружена модельной взвесью № 1, третья - модельной взвесью № 2. Культуры клеток были проанализированы и сфотографированы с помощью светового микроскопа Axio Observer A1 (Carl Zeiss, Германия). В полученных культурах клеток и культуральной среде после проведения нагрузочных тестов определяли содержание
гидропероксидов липидов (ГПЛ). ГПЛ определяли в гептан-изопропанольных экстрактах [2]. Расчет содержания гидроперекисей липидов (ГПЛ) проводили по формуле: ГПЛ, усл.ед.= Е233 х Vгеп/Vпр= Е233 х 20, где Vгеп - объем гептанового слоя (2 мл), V^ - объем пробы (0,1 мл), Е233 - экстинкция пробы при длине волны 233 нм. Статистический анализ проводили в программе «Statistica 6.0», модуль «Непараметрическая статистика». Проверка гипотезы о различиях в сравниваемых группах проводилась с помощью U-критерия Манна-Уитни.
Результаты и обсуждение. В первой и второй группах уровни ГПЛ в культуре клеток и культуральной среде статистически не отличаются. Это говорит о том, что частицы, входящие в состав микровзвеси № 1, не усиливают процессы пероксидации в клетках. Макрофаги, нагруженные модельной взвесью № 1, проявляли слабую фагоцитарную активность, в цитоплазме наблюдалось небольшое количество ТВЧ. Уровень ГПЛ в культуре клеток третьей группы увеличен на 51% по сравнению с первой группой (p=0,03). Микровзвесь № 2, содержащая около трети взвешенных твердых частиц малого размера, вызывает интенсификацию липопероксидации, о чем свидетельствует повышение содержания первичных продуктов ПОЛ в макрофагах. Макрофаги, нагруженные модельной взвесью № 2, проявляли высокую фагоцитарную активность, цитоплазма некоторых клеток полностью была заполнена ТВЧ. В культуральной среде третьей группы содержание ГПЛ превышает уровень ГПЛ второй группы на 33% (p=0,03). Увеличение уровня первичных продуктов ПОЛ в культуральной среде при воздействии микровзвеси № 2 может быть обусловлено разрушением части макрофагов, поглотивших большое количество мелкодисперсных частиц. По суммарному содержанию ГПЛ в культуре клеток и культуральной среде первая и вторая группы не отличаются; в третьей группе уровень ГПЛ на 30% (p=0,05) и 38% (p=0,01) выше по сравнению с первой и второй группами соответственно. Это связано с тем, что ТВЧ, содержащиеся в микровзвеси № 2, усиливают генерацию АФК макрофагами, интенсифицируя процессы пероксидации липидов.
Заключение. Окислительная модификация мембранных липидов макрофагов, по-видимому, связана с механизмом патологического действия частиц мелкодисперсных фракций, фагоцитируемых макрофагами БАЛ. Эти частицы содержатся в значительном количестве в модельной взвеси № 2, идентичной по составу атмосферному воздуху района с высокой техногенной нагрузкой.
Список литературы:
1. Кольман Я., Рём К.-Г. Наглядная биохимия. М.: Мир, 2000. - 470 с.
2. Новгородцева Т.П., Эндакова Э.А., Янькова В.И. Руководство по методам исследования параметров системы «перекисное окисление липидов - антиоксидантная защита» в биологических жидкостях. Владивосток: Дальневост. ун-т, 2003. - 80 с.
3. Улащик В.С. Активные формы кислорода, антиоксиданты и действие лечебных физических факторов // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. - 2013. - Т. 1. - С. 60.
4. Целуйко С.С., Зиновьев С.В., Огородникова Т.Л. Микрометод культивирования альвеолярных макрофагов - новый способ диагностики бронхиальной астмы // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. - 2001. - №. 9. - С. 15-16.
5. Янькова В.И., Гвозденко Т.А., Голохваст К.С., Чайка В.В., Городный В.А. Гранулометрический анализ атмосферных взвесей экологически благополучного и неблагополучного районов Владивостока // Здоровье. Медицинская экология. Наука. - №2 (56). - 2014. - С. 62-66.
