CC BY
40
УДК 612.111.4:612.57
ИЗМЕНЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КРАСНОЙ КРОВИ ПРИ ДЕЙСТВИИ ЗООТОКСИНОВ В УСЛОВИЯХ ГИПЕРТЕРМИИ И В ПОСТГИПЕРТЕРМИЧЕСКИЙ ПЕРИОД
К.А. Пурсанов1, А.Е. Хомутов2, О.В. Лушникова2, 'ГОУ ВПО «Нижегородская государственная медицинская академия Минздравсоцразвития», 2ГОУ вПо «Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»
Пурсанов Кузьма Анастасович, к. м. н., доцент - раб. тел.: (831) 465-59-60, e-mail: [email protected]
В экспериментах на лабораторных крысах с использованием высокой внешней температуры на фоне введения зоотоксинов было показано резкое увеличение эритроцитов и ретикулоцитов в периферической крови. В постгипертермический период, после тепловой экспозиции (50°С) в течение 45 мин. (продолжительность жизни контрольной группы) эритроцитарный и ретикулоцитарный статус в течение 24 часов восстанавливается до уровня интактных животных.
Ключевые слова: эритроциты, ретикулоциты, зоотоксины, гипертермия,
постгипертермический период.
The experiments on laboratory rats with use of high outer temperatures together with introduction of zootoxins
have shown sharp growth of erythrocytes and reticulocytes in peripheral blood. In posthypertermic period after thermal exposure (50°С) during 45 min. (life duration of the control set) erythrocyte and reticulocyte status restores to the level of intact animals within 24 hours.
Key words: erythrocytes, reticulocytes, zootoxins, hyperthermia, posthypertermic period.
Адаптация к такому фактору, как высокая температура окружающей среды, наряду с наличием общих свойств и закономерностей обладает рядом особенностей, которые определяются самой природой действующего раздражителя и, в частности, специфической ролью тепла во всех проявлениях жизнедеятельности организма [1-4].
Непосредственное влияние высокой температуры на клеточный метаболизм во многом определяется ролью слабых взаимодействий и, в частности, гидрофобными взаимодействиями, стабилизирующими третичную и четвертичную структуры белковых молекул. Эти взаимодействия легко разрушаются под влиянием тепла, что приводит к потере каталитической активности ферментов [5].
При адаптации к теплу на клеточном уровне важнее всего нормальное функционирование белковых структур и, прежде всего, ферментов, а также сохранение упруговязкостных свойств клеточных мембран, следовательно, мембранно-связанных ферментов, рецепторов, а также огромное значение имеет изменение кислородной емко-
сти крови, связанной как с физико-химическими законами растворимости газов, так и с нарушением процессов внешнего дыхания.
Так, в течение первых 10-20 минут пребывания животных на
солнцеплощадке отчетливо отмечаются снижение кислородной емкости крови и некоторое понижение содержания кислорода в артериальной крови. В отличие от этого в венозной крови обнаруживается хотя и незначительное, но закономерное повышение содержания кислорода. Некоторая артериа-лизация венозной крови, по-видимому, является отражением ускорения линейной и объемной скорости кровотока в первом периоде перегревания [6].
В дальнейшем в связи с наступающим нарушением кровообращения и развитием застойных явлений содержание кислорода в венозной крови прогрессивно снижается. Вместе с тем кислородная емкость все время увеличивается в связи с нарастанием количества гемоглобина (сгущение крови). Несмотря на это, содержание кислорода в артериальной крови изменяется весьма незначительно, что связано не только
с расстройством работы аппарата кровообращения, но и с относительной недостаточностью функции дыхания.
В начальном периоде перегревания отмечается лишь весьма незначительное снижение содержания углекислоты, преимущественно в артериальной крови. Однако уже к концу первого периода имеет место выраженная гипокапния, достигающая максимального развития во втором периоде.
Г ипоксия и нарушение обмена при перегревании связаны со сдвигом реакции крови в кислую сторону. У животных нарастает количество молочной кислоты непосредственно в крови из мышечной ткани, а также в спинномозговой жидкости. Извращение обмена веществ под влиянием высокой внешней температуры сопровождается увеличением кетоновых тел в крови.
Цель работы - изучение показателей эритроцитарного и ретикулярного статуса в периферической крови при сочетанном действии высокой внешней температуры и зоотоксинов и в постгипертермический период.
Материалы и методы. В работе использовался яд кобры среднеазиатской (Naja naja oxiana), эфы (Echis carinatus), щитомордника восточного (Agkistrodon piscivorus), гюрзы (Vipera lebetina), полученные из Ташкентского института зоологии и паразитологии, а также нативный яд пчелы (Apis mellifera), полученный в полевых условиях сотрудниками кафедры физиологии и биохимии человека и животных ННГУ.
Исследования были проведены на 180 белых крысах массой 180-210 г. Все животные до опыта содержались на общем рационе вивария. Образцы ядов готовились непосредственно перед опытом. Физиологический раствор (контроль) и зоотоксины вводились внутрибрюшинно в объеме 1 мл.
Опыты по изучению действия высоких температур на показатели жизнедеятельности животных проводились в термокамере, конструкция которой была разработана на кафедре физиологии и биохимии человека и животных ННГУ. Эксперименты проводились при стабилизированной температуре 50°С.
В отличие от предыдущих экспериментов [7-10], в данном исследовании регистрировали показатели красной крови не только в разные периоды тепловой экспозиции, но и в постгипертермический период.
Тепловая экспозиция в пределах 45 мин. была выбрана не случайно и соответствует продолжительности жизни контрольной группы животных, которым вводился физиологический раствор с последующей тепловой экспозицией [7].
Полученные данные были подвергнуты статистической обработке методом парных сравнений по критерию Стьюдента.
Результаты и обсуждение. При тепловой экспозиции количество эритроцитов относительно контрольных величин достоверно снижается (таблица 1).
Внутрибрюшинное введение пчелиного яда, яда кобры и щитомордника в условиях нормотермии (Т=20°С) сопрово-
Исследования по диссертационным темам
ждается значительным увеличением количества эритроцитов. При инъекции яда эфы гюрзы в тех же условиях опыта отмечается незначительный эритроцитоз (таблица 1).
ТАБЛИЦА 1.
Изменение количества эритроцитов при действии зоотоксинов в условиях температурной экспозиции (50°С) в течение 45 мин. и в постгипертермический период
Количество эритроцитов (1х1012/л)
Условия Стат. показ. о Т=50°С Т=20°С
опыта о со II 1— 1/4 Р 1/2 Р 3/4 Р 1,0 ч. 6,0 ч. 2 0
Контроль М 7,8 * Юч ю' * Юч ю' * СО ю' - - -
m 0,3 0,1 0,2 0,3 - - -
Яд пчелы М * СО 8 7,7 * 9 8,4 8,1 8 7,6
(2 мг/кг) m 0,1 0,4 0,1 0,2 0,2 0,1 0,3
Яд эфы М 8,3 8,3 8,9 7,9 7,5 7,8 8,1
(6 мг/кг) m 0,3 0,8 0,5 0,3 0,2 0,4 0,3
Яд гюрзы М 8,1 9,1 8,9 8,7 8,2 7,5 7,7
(4 мг/кг) m 0,4 0,7 0,4 0,8 0,6 0,4 0,2
Яд кобры М * * СО 9 * 9 * Юч о 1 * СО 9, 9,1* 8,1
(1 мг/кг) m 0,1 0,3 0,5 0,1 0,2 0,2 0,5
Яд щито- М * Юч О 1 * О 1 11,4* 12,8* 10,4* * ю 9 7,6
(4 мг/кг) m 0,1 0,2 0,3 0,2 0,3 0,1 0,3
Р - продолжительность жизни при тепловой экспозиции; *- р < 0,05; Прочерк - все крысы погибли.
При совместном применении зоотоксинов и высокой внешней температуры количество эритроцитов в основном увеличивается. Так, инъекция 10 мг/кг пчелиного яда с последующей тепловой экспозицией сопровождается увеличением эритро-цитарного статуса на 20% относительно контрольных величин и на 7% относительно серии опытов, в которой использовался только пчелиный яд (таблица 1).
Максимальная величина эритроцитоза отмечалась при сочетанном действии яда щитомордника в дозе 4 мг/кг и температурного воздействия (Т=50°С). В этом случае количество эритроцитов увеличивалось с 7,8±0,23 в контроле до 12,8±0,17х1012/л (таблица 1).
В контрольной серии экспериментов, в которой вводился физиологический раствор через 45 мин. тепловой экспозиции, все крысы погибали, поэтому определить эритроцитарный статус в постгипертермический период не представлялось возможным (таблица 1).
Постгипертермический период на фоне введения зоотоксинов и тепловой экспозиции в течение 45 мин. характеризовался нормализацией показателей эритроцитарного статуса в течение 1 часа при использовании ядов пчелы, эфы и гюрзы. Важно отметить, что показатель количества эритроцитов при тех же условиях опыта с введением яда кобры и яда щитомордника возвращался к норме только через 24 часа (таблица 1).
При изучении изменения количества ретикулоцитов в условиях острого перегревания был обнаружен ярко выраженный ретикулоцитоз. Количество ретикулоцитов увеличивалось с 41,0±3,2%о у интактных животных до 65-73%о при температурной экспозиции 50°С (таблица 2).
Исследования по диссертационным темам
ТАБЛИЦА 2.
Изменение количества ретикулоцитов при действии зоотоксинов в условиях температурной экспозиции (50°С) в течение 45 мин. и в постгипертермический период
Условия опыта Стат. показ. Количество ретикулоцитов (%о)
С о о со II 1— Т=50°С Т=20°С
1/4 р* 1/2 Р 3/4 Р 1,0 ч. 0 уэ =■ 2 0
Контроль М 41 65,0* 70,1* 73,2* -
m 3,2 5,4 3,8 5,5 -
Яд пчелы (2 мг/кг) М 79,0* 39,6 56,9* 107,3* 94,7* 86,2* 78,3*
m 9,9 1,2 3,4 5,7 4,8 4,5 3,7
Яд эфы (6 мг/кг) М 52,1 50 49,2 56,1 48,6 58,7 44
m 3,4 3,8 4,5 12,7 4,5 5,6 7,2
Яд гюрзы (4 мг/кг) М 61 80,6* 83 91,2* 75,8* 62,3 57,1
m 9,6 8,6 20,1 12,6 4,4 6,4 7,2
Яд кобры (1 мг/кг) М 89,6* 92,4* 86,3 66,2* 74,5* 61,7 52,3
m 3,3 4 3,8 2,7 3,4 5,8 4,9
Яд щитомордника (4 мг/кг) М 118,3* 114,2* 125,8* 128,3* 100,3* 91,7* 76,4*
m 4,6 5,2 5,1 4,2 5,5 4,8 2,6
Р - продолжительность жизни при тепловой экспозиции; *- р < 0,05; Прочерк - все крысы погибли.
Введение пчелиного яда и ядов змей при температуре 20°С сопровождалось увеличением количества ретикулоцитов в циркулирующей крови, причем максимальный ретикулоцитоз отмечался при инъекции яда щитомордника в дозе 4 мг/кг (таблица 2).
При сочетанном действии животных ядов и температурной экспозиции максимальный ретикулоцитоз отмечался также при предварительном введении яда щитомордника. В этом случае количество ретикулоцитов более чем в три раза превышало контрольные величины (таблица 2).
В постгипертермический период ретикулоцитарный статус быстро восстанавливался при использовании ядов эфы, гюрзы и кобры, а при введении пчелиного яда и яда щитомордника не восстанавливался даже в течение суток (таблица 2).
Таким образом, совместное применение животных ядов и высокой внешней температуры сопровождается ярко выраженным эритро- и ретикулоцитозом. По мнению Н.М. Артемова и др. [11], эритроцитоз может быть следствием или поступления в кровоток новой порции эритроцитов, ранее не принимавшей участия в циркуляции, или выхода из кровообращения жидкой части крови, или обеих причин вместе.
Дополнительные количества эритроцитов могут поступить в кровяное русло или вследствие стимуляции эритроцитоза или из кровяных депо. По мнению авторов [11], эритроцитоз не может быть следствием стимуляции эритроцитоза, так как ускорение образования новых эритроцитов сопровождается появлением в периферической крови незрелых форм.
Наши опыты показали, что введение всех исследованных ядов сопровождается как эритроцитозом, так и выбросом незрелых форм. Такое массированное увеличение эритроцитарной массы, видимо, связано не только с кровяным депо, а и с усилением эритропоэза. Н.М. Артемов и соавторы [11] также не настаивают на массированном выбросе эритроцитов из селезенки, так как исследования, проведенные ими на спленэктомированных животных, показали, что фазы эритроцитоза у них при отравлении животными ядами выражены в такой же степени, как у интактных животных.
Заключение. Таким образом, полученные результаты дают основание говорить о том, что при сочетанном действии зоотоксинов и высокой внешней температуры отмечается резкий эритро- и ретикулоцитоз. Этот эффект, видимо, связан с защитно-компенсаторной реакцией организма на действие двух экстремальных факторов - высокой внешней температуры и ядов животных. В постгипертермический период в большинстве случаев в течение 24 часов показатели количества эритроцитов и ретикулоцитов возвращаются к показателям интактных животных.
ЛИТЕРАТУРА
1. Петрова О.П. Развитие терморегуляционной реакции теплоотдачи в онтогенезе у крыс. Физиологический журнал СССР им. Сеченова 1995. № 81 (9). С. 88-94.
2. Андреева Л.Н., Горанчук В.В., Шустов Е.Б. Адаптация человека к гипертермии и изменения в лейкоцитах периферической крови. Российский физиологический журнал им. Сеченова 2001. № 87 (9). С. 1208-1216.
3. Моммадов И.М., Султанов Г.Ф., Григорьян А.Г. Прогнозирование уровня здоровья, физической работоспособности и профессиональной успешности в условиях аридной зоны. Физиология человека 2001. № 27 (1). С. 86-94.
4. Павлов А.С. О физиологической тяжести гипертермии различной этиологии для человека. Физиология человека 2006. № 32 (4). С. 110-115.
5. Калмыкова И.Б., Славнова Т.И., Шадыбекова И.И. Процессы перекисно-го окисления липидов и жирнокислотный состав липидной фазы тромбоцитов под влиянием ядов среднеазиатских змей. Проблемы гематологии и переливания крови 1997. № 2. С. 20-23.
6. Тилис А.Ю. Гемодинамические и биохимические сдвиги при солнечнотепловом перегревании. Ташкент. 1964.
7. Хомутов А.Е., Гиноян Р.В., Ягин В.В. Термоадаптивные свойства зоотоксинов. Н. Новгород: Изд. ННГУ, 2005.
8. Хомутов А.Е., Глушаева Т.С., Ягин В.В. Влияние сочетанного применения пчелиного яда и гипертермии на морфологические показатели эритроцитов. // Передовые технологии в пчеловодстве. Рыбное. 2002. С. 136-137.
9. Глушаева Т.С., Ягин В.В. Влияние яда щитомордника на морфологический состав крови экспериментальных животных в условиях гипертермии // Актуальные проблемы современной науки. Самара. 2002. с. 187-189.
10. Глушаева Т.С. Изменение эритроцитарного и ретикулоцитарного статуса крови при действии змеиных ядов в условиях острого перегревания// От фундаментальной науки к новым технологиям. Тверь. 2002. С. 98-104.
11. Артемов Н.М. Влияние пчелиного яда на морфологический состав крови млекопитающих// Ученые зап. Горьк. ун-та, 1951. С. 53-87.
