CC BY
137
UNIVERSUM:
МЕДИЦИНА И ФАРМАКОЛОГИЯ
• 7universum.com
ХАРАКТЕРИСТИКА ПОПУЛЯЦИОННОГО СОСТАВА ЛЕЙКОЦИТОВ
ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ КРЫС ПРИ ДЕЙСТВИИ КАТИОНОВ СВИНЦА
Першин Оксана Ивановна
канд. биол. наук, доцент кафедры медицинской биологии, Львовский национальный медицинский университет им. Данила Галицкого,
Украина, г. Львов E-mail: cantwo@ukr.net
CHARACTERISTICS OF RAT PERIPHERAL BLOOD LEUKOCYTE POPULATION COMPOSITION UNDER THE ACTION OF PLUMBUM CATIONS
АННОТАЦИЯ
Показано, что катионы свинца проявляют ингибирующее влияние на процесс лимфопоэза у экспериментальных животных. Однако в условиях введения крысам ацетата свинца в дозе 10 мг/кг массы происходит интенсификация процессов, приводящих к поступлению в русло крови незрелых форм нейтрофилов (палочкоядерные нейтрофилы) и других клеток миелоидного ряда. В связи с этим в течение десяти суток после поступления в организм крыс токсиканта возможные изменения общего количества лейкоцитов в крови отравленных ацетатом свинца животных не обнаруживаются.
Pershyn Oksana
Candidate of Biological Sciences,
associate professor of medical biology department, Danylo Galytsky Lviv National Medical University,
Ukraine, Lviv
Першин О.И. Характеристика популяционного состава лейкоцитов периферической крови крыс при действии катионов свинца // Universum: Медицина и фармакология : электрон. научн. журн. 2015. № 4 (17) . URL: http://7universum.com/ru/med/archive/item/2072
ABSTRACT
It was revealed that plumbum cations exhibit inhibitory effect on lymphopoiesis process in experimental animals. However, in the conditions of plumbum acetate rats exposure at a dose of 10 mg/kg mass intensification of the processes leading to entry of immature forms of neutrophils (band neutrophils) and other cells of the myeloid series into blood stream occurs. As a result, within ten days after rat toxicant exposure, possible changes in the total number of leukocytes in the blood of poisoned by plumbum acetate animals are not detected.
Ключевые слова: лейкоциты, свинец, лейкоцитарный профиль, иммунная система.
Keywords: leukocyte, lead, leukocyte profile, immune system.
Свинец является тяжелым металлом, интенсивно поступает в окружающую среду из антропогенных источников. Современная экологическая ситуация увеличивает риск поступления Pb2+ в живые организмы, существует опасность загрязнения свинцом продуктов питания [2; 6; 9]. В организме человека и животных свинец проявляет вредное воздействие, прежде всего, на нервную, половую, выделительную, кроветворную и иммунную системы [2; 4]. Известно, что свинец неблагоприятно влияет на иммунную систему, действуя на клетки, обеспечивающие гуморальный и клеточный иммунитет, влияя на интенсивность синтеза цитокинов [4; 5; 8; 11]. Иммунная система организма признана одной из сверхчувствительных к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды. Имеются данные о том, что под влиянием ионов свинца происходит ослабление активности Т-лимфоцитов, снижение содержания в крови Т- и В-лимфоцитов, угнетение фагоцитарной активности, дисбаланс в соотношениях содержания сывороточных иммуно-глобулинов [5; 8]. Во многих случаях ионы свинца могут имитировать действие катионов Са2+. Поскольку Са 2+ является важным вторичным мессенджером, катионы свинца могут влиять на клеточный метаболизм путем нарушения гомеостаза Са 2+.
Однако многие моменты относительно влияния различных концентраций катионов свинца на иммунную систему, в частности лейкопоэз, остаются невыясненными. Идет поиск критериев ранней диагностики неблагоприятного воздействия свинца и других тяжелых металлов на организм. Исходя из этого, целью данной работы было исследование лейкопоэза и популяционного состава лейкоцитов крови при действии катионов свинца в течение различных промежутков времени.
Материалы и методы исследования
Исследования проводились на 40 беспородных белых крысах массой 150—180 г, которых содержали в условиях вивария.
Влияние катионов свинца на лейкопоэз исследовали в условиях однократного парентерального введения ацетата свинца лабораторным крысам. Показатели лейкопоэза изучали через 1 (Д1), 3 (Д2) и 10 (Д3) суток после введения ацетата свинца. Ацетат свинца вводили животным путем одноразовой внутрибрюшной инъекции в дозе 10 мг Pb/кг массы животных. При выборе дозы токсиканта пользовались данным литературы [12].
Материалом исследования была периферическая кровь, которую получали путем декапитации животных экспериментальной и контрольной групп. Исследование количества клеток крови (эритроциты и лейкоциты) осуществляли с помощью подсчета в камере Горяева, относительное содержание палочкоядерных и полиморфоядерных нейтрофилов и лимфоцитов определяли путем цитологических исследований мазков крови.
Лимфоциты гепаринизированной крови выделяли методом дифференциального центрифугирования в градиенте плотности фикола и верографина [1].
Лизис клеток крови проводили бидистиллированной водой путем трехкратного замораживания-оттаивания в жидком азоте. Лизаты клеток центрифугировали при 15000 g в течение 30 мин с охлаждением (4° С).
Статистическую обработку результатов осуществляли в режиме программного обеспечения на персональном компьютере IBM РС с использованными критерия Стьюдента.
Результаты и их обсуждение
Результаты исследований количественного содержания лейкоцитов в периферической крови крыс экспериментальных групп свидетельствуют о том, что введение животным ацетата свинца не вызывает достоверных изменений в общем количестве этих клеток по сравнению с контрольной группой крыс на протяжении всего экспериментального периода. Стабильность данного показателя может определяться значительными различиями в индивидуальной реакции на действие токсиканта у животных исследовательских групп (табл. 1).
Таблица 1.
Содержание лейкоцитов и их популяций в периферической крови белых крыс, которым вводили ацетат свинца ^±m; n = 5)
Клетки Г руппы животных
Контроль Д1 Д2 Д3
Лейкоциты (1х103/мм3) 9,07±0,67 9,21+0,9 9,90±1,22 7,50±0,73
Метамиелоциты (%) 1,3±0,1 1,4±0,2 1,6±0,2 1,7±0,1
Палочкоядерные нейтрофильные гранулоциты (%) 6,4±0,8 7,3±1,2 9,1 ±0,7* 9,2±1,8
Сегментоядерные нейтрофильные гранулоциты (%) 15,7±1,5 13,4±1,0 15,3±1,4 17,6±1,7
Всего нейтрофильных гранулоцитов (%) 23,4 22,1 26,0 28,5
Молодые/зрелые нейтрофильные гранулоциты (%) 0,49 0,65 0,70 0,62
Лимфоциты (%) 70,8±3,2 70,1±4,0 65,6±3,7 59,7±2,9*
Нейтрофильные гранулоциты/ лимфоциты 0,33 0,32 0,40 0,48
Другие лейкоциты (%) 5,8±0,5 7,8±0,9 8,4±1,1 11,8±1,0***
Примечания. Достоверность различий в значениях показателей между контрольной и опытными группами животных — * *** (*— Р<0,05; *** — Р <0,001).
Однако на 10-е сутки после введения животным ацетата свинца среднее значение этого показателя уменьшается на 17,3 %, что указывает на определенную тенденцию к снижению общего содержания лейкоцитов в крови. Это особенно заметно проявляется при графическом изображении полученных результатов (рис. 1).
Рисунок 1. Относительное содержание лейкоцитов и их популяций в крови крыс, которым вводили ацетат свинца
Что касается динамики популяций лейкоцитов в крови животных, которым вводили ацетат свинца, то на 3-и сутки эксперимента (группа Д2) у крыс оказывается достоверное (Р<0,05) увеличение содержания популяции созревающих клеток гранулоцитопоэза — палочкоядерных нейтрофилов (на 42 % по сравнению с контролем). Среднее значение этого показателя значительно превышает контрольные значения также и на 10-е сутки эксперимента, что, возможно, способствует увеличению общего содержания нейтрофилов в среднем на 22 %. Однако полученные в этот период результаты по увеличению содержания палочкоядерных нейтрофилов у животных группы Д3 недостоверны. В то же время относительное содержание сегментоядерных нейтрофилов остается стабильным на протяжении всего периода исследований.
В процессе исследований установлено, что при введении ацетата свинца соотношение между содержанием молодых и зрелых нейтрофилов в крови крыс экспериментальных групп во все сроки исследований достигает больших значений, чем в крови животных контрольной группы. В частности, увеличение этого соотношения через 24 ч, на 3-и и 10-ые сутки после введения крысам ацетата свинца составляет, соответственно, 132,7 %, 42,9 % и 26,5 %. Характерным эффектом, проявляющимся у животных после введения ацетата свинца, является постепенное увеличение соотношения между содержанием нейтрофилов и лимфоцитов в периферической крови. Этот показатель достигает наивысшего значения (в частности, на 45,5 % большее, чем у животных контрольной группы) на десятый день эксперимента. У крыс групп Д2 и Д3 соотношение между содержанием нейтрофилов и лимфоцитов составляет, соответственно, 0,40 и 0,48, а у животных контрольной группы — 0,33. Установленные изменения сопровождаются постепенным снижением относительного содержания лимфоцитов в крови крыс, которым вводили Pb (CH3COO)2. Достоверная разница в значении этого показателя по сравнению с контролем оказывается у животных группы Д3 (Р<0,05).
Изменение соотношения между содержанием нейтрофилов и лимфоцитов в течение эксперимента указывает на их сходство с динамикой относительных показателей, характеризующих общее содержание нейтрофилов в крови животных. Что касается других популяций лейкоцитов, то относительное содержание этих клеток постепенно растет в крови крыс экспериментальных групп, увеличиваясь через 24 ч, 3 и 10 суток после введения тяжелого металла на 34,5 %, 44,8 % и 103,4 % соответственно. Достоверность различий в значении этого показателя по сравнению с контролем оказывается у животных 3-й опытной группы, которых анализировали на 10-е сутки после введения ацетата свинца.
Поскольку при цитологическом анализе крови подопытных животных в состав этой фракции причисляли ряд клеточных популяций (эозинофильные и базофильные гранулоциты, моноциты), то по полученным данным трудно сделать однозначный вывод о составной части отдельных клеток в общем
увеличении данного показателя. Известно, что содержание эозинофилов возрастает при аллергических реакциях, стрессовых состояниях организма [2; 3]. Поэтому вероятно, что этим клеткам принадлежит определенная роль в установленном эффекте, поскольку ионы свинца, как и других тяжелых металлов, способны вызывать развитие стресса в организме животных и человека [7; 10]. В то же время о наличии стрессового состояния в организме крыс, которым вводили Pb(CH3COO)2, может свидетельствовать также и увеличение содержания фракции палочкоядерных нейтрофильных лейкоцитов и рост показателя соотношения молодые/зрелые нейтрофилы в периферической крови.
Таким образом, анализ результатов относительно влияния Pb (CH3COO)2 на интенсивность процесса лимфопоэза у крыс дает основание считать, что катионы свинца проявляют ингибирующее влияние на процесс лимфопоэза у экспериментальных животных. Однако в условиях введения крысам ацетата свинца в дозе 10 мг/кг массы происходит интенсификация процессов, приводящих к поступлению в русло крови незрелых форм нейтрофилов (палочкоядерных нейтрофилов) и других клеток миелоидного ряда. В связи с этим в течение десяти суток после поступления в организм крыс токсиканта возможные изменения общего количества лейкоцитов в крови отравленных ацетата свинца животных не обнаруживаются.
Список литературы:
1. Boyum A.A. A one-stage procedure for isolation of granulocytes and lymphocytes from human blood // Scand. J. Clin. Lab. Invest. — 1968. — V. 21, Suppl., 97. — P. 51—76.
2. Elsas P.X., Neto H.A., Cheraim A.B. et al. Induction of bone-marrow eosinophilia in mice submitted to surgery is dependent on stress-induced secretion of glucocorticoids // Br. J. Pharmacol. — 2004. — V. 143, № 5. — P. 541—548.
3. Erlemann K.R., Cossette C., Gravel S. et al. Airway epithelial cells synthesize the lipid mediator 5-oxo-ETE in response to oxidative stress // Free Radic. Biol. Med. — 2007. — V. 42, № 5. — P. 654—664.
4. Femandez-Cabezudo M.J., Ali S.A., Ullah A. et al. Pronounced susceptibility to infection by Salmonella enterica serovar Typhimurium in mice chronically exposed to lead correlates with a shift to Th2-type immune responses // Toxicol. Appl. Pharmacol. — 2007. — V. 218, № 3. — P. 215—226.
5. Gao D., Kasten-Jolly J., Lawrence D.A. The paradoxical effects of lead in interferon-gamma knockout BALB/c mice // Toxicol. Sci. — 2006. — V. 89, № 2. — P. 444—453.
6. Jeong S.W., Lee C.K., Suh C.H. et al. Blood lead concentration and related factors in Korea from the 2008 national survey for environmental pollutants in the human body // Int. J. Hyg. Environ. Health. — 2014. — V. 217, № 8. — P. 871—877.
7. Kang J.K., Sul D., Kang J.K. et al. Effects of lead exposure on the expression of phospholipid hydroperoxidase glutathione peroxidase mRNA in the rat brain // Toxicol. Sci. — 2004. — V. 82, № 1. — P. 228—236.
8. Karmaus W., Brooks K.R., Nebe T. et al. Immune function biomarkers in children exposed to lead and organochlorine compounds: a cross-sectional study // Environ. Health. — 2005. — V. 4, № 1. — P. 5—9.
9. Park D.U., Kim D.S., Yu S.D. et al. Blood levels of cadmium and lead in residents near abandoned metal mine areas in Korea // Environ. Monit. Assess. — 2014. — V. 186, № 8. — Р. 5209—5220.
10. Sivaprasad R., Nagaraj M., Varalakshmi P. Combined efficacies of lipoic acid and 2,3-dimercaptosuccinic acid against lead-induced lipid peroxidation in rat liver // J. Nutr. Biochem. — 2004. — V. 15, № 1. — P. 18—23.
11. Sun L., Hu J., Zhao Z. et al. Influence of exposure to environmental lead on serum immunoglobulin in preschool children // Environ. Res. — 2003. — V. 92. — P. 124—128.
12. Vargas H., Castillo C., Posadas F., Escalante B. Acute lead exposure induces renal haeme oxygenase-1 and decreases urinary Na+ excretion // Hum. Exp. Toxicol. — 2003. — V. 22, № 5. — P. 237—244.
