CC BY
44
УДК б12.015.39:б1б.155.194.8:[б15.9:547.5б2.33]-092.9
ОСОБЕННОСТИ ОБМЕНА ЖЕЛЕЗА В ОРГАНИЗМЕ КРЫС ПРИ ИНТОКСИКАЦИИ ПОЛИХЛОРИРОВАННЫМИ БИФЕНИЛАМИ
А. Ф. Гайсина, А. Ф. Каюмова
Широкая распространенность железо-дефицитных анемий (ЖДА) представляет собой серьезную проблему здравоохранения и имеет важное социально-экономическое значение [3, 9]. Причины развития дефицита железа связаны не только с медицинскими, биологическими, социальными аспектами, но и с неблагоприятной экологической обстановкой.
Актуальна данная проблема и в Республике Башкортостан, где сконцентрированы крупные предприятия нефтехимической промышленности, являющиеся загрязнителями внешней среды хлорсодержащими соединениями, в том числе полихлорирован-ными бифенилами (ПХБ) [5, 6].
При исследовании гематотропного действия ПХБ ранее нами было показано [2] развитие гемолитической анемии гипохромно-го характера в подострый и восстановительный периоды после интоксикации крыс ПХБ. Однако не был исследован характер изменения обмена железа в организме крыс при интоксикации ПХБ, тогда как комплексное исследование параметров обмена железа при железодефицитных анемиях имеет важную диагностическую ценность [7, 11].
Целью настоящего исследования было изучение характера обмена железа при развитии гемолитической анемии у крыс в восстановительном периоде после интоксикации различными дозами ПХБ.
Опыты проводились на 50 белых беспородных крысах-самцах весом 180—200 г. Животным I группы вводили ПХБ в виде смеси «Совол» внутрижелудочно через зонд в те-
чение 28 дней в суммарной дозе 0,5ЛД50,
II группы — в суммарной дозе 0,05ЛД50,
III группы — в суммарной дозе 0,025ЛД50. Контрольная группа получала внутрижелу-дочно эквивалентное количество растительного масла.
Исследования проводились на 28-е сутки эксперимента, сразу после окончания введения токсиканта, а также на 28-е и 56-е сутки восстановительного периода (после окончания введения ПХБ). Забор крови производился из хвостовой вены.
Для изучения характера обмена железа нами были исследованы следующие показатели: содержание сывороточного железа (СЖ) и показатель общей железосвязываю-щей способности сыворотки (ОЖСС) колориметрическим методом по Генри (1991) с применением наборов фирмы Ьа<±ета (Чехия); ненасыщенная железосвязывающая способность сыворотки крови (НЖСС) и процент насыщения трансферрина (НТЖ) — расчетным методом из величин двух предыдущих показателей; количество ферритина (СФ) — с помощью реакции непрямой гема-гглютинации тест-системой «Скринферр» (г. Н. Новгород). Статистическая обработка полученных данных была проведена с помощью компьютерной программы «Биостат». Статистическая достоверность оценивалась с использованием критерия Стьюдента (I;).
Проведенные исследования показателей обмена железа у экспериментальных крыс в восстановительный период выявили, что анемия протекала с довольно высоким уровнем СЖ во всех опытных группах (табл.).
Максимальное значение показателя наблюдалось на 28-е сутки восстановительного периода. Изменения содержания СЖ в опыте зависели от дозы введенного ПХБ и были обусловлены возрастающей интоксикацией организма: изменения были более выраженными в группе животных, получавших токсикант в большей дозе. Известно, что ПХБ воздействуют на микроструктуры организма, вызывая их деструктивные изменения, в том числе усиливают гемолиз эритроцитов [2, 8]. Изменение резистентности эритроцитов может явиться следствием как прямого, так и опосредованного воздействия ПХБ и их метаболитов на мембрану эритроцитов. Прямое воздействие токсиканта заключается в усилении перекисного окисления фосфолипидов
мембран клеток крови. Опосредованное воздействие связано с накоплением продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) [4]. Усиленный гемолиз эритроцитов увеличивает количество свободного железа в сыворотке крови, что, в свою очередь, приводит к повышению насыщения трансферрина железом и количества сывороточного ферритина, который депонирует железо.
Действительно, уровень НТЖ был повышен в I и III группах на 28-е сутки подострого периода, хотя во II группе он был ниже контрольных значений (табл.). В остальные сроки наблюдения показатель НТЖ был достоверно выше контроля, наибольшее его значение наблюдалось на 28-е сутки восстановительного периода во всех экспериментальных
Таблица
Динамика изменений показателей обмена железа у экспериментальных крыс при интоксикации различными дозами ПХБ (M±m)
Сроки исследования Группы СЖ, мкмоль/л НТЖ, % СФ, мг/л ОЖСС, мкмоль/л НЖСС, мкмоль/л
Контроль п=5 8,26±0,07 11,34±0,1 25,5±0,08 72,92±0,07 64,7±0,1
28-е сутки ПП I п=5 39,2±0,12 * 20,1±0,08 * 41,5±0,19 * 194,5±0,46 * 155,4±0,46 *
II п=5 8,45±0,18 * 11,02±0,22 16,4±0,17 * 76,7±0,26 * 67,8±0,53 *
III п=5 11,95±1,5 * 11,98±0,73 * 39,18±0,46 * 86,0±0,32 * 74,04±0,6 *
28-е сутки ВП I п=5 71,8±0,55 * 65,84±0,9 * 17,54±0,27 * 217,1±1,12 * 144,0±0,54 *
II п=5 57,32±0,49 * 101,7±0,54 * 36,98±0,45 * 112,6±0,68 * 56,34±0,2 *
III п=5 40,3±0,32 * 88,64±0,21 * 21,82±0,13 * 92,44±0,28 * 51,6±0,31 *
56-е сутки ВП I п=5 45,3±0,51 * 58,1±0,29 * 24,18±0,48 * 75,7±0,59 * 31,84±0,45 *
II п=5 37,33±0,21 * 46,1±0,3 * 76,32±0,28 * 79,43±0,66 * 42,8±0,75 *
III п=5 34,8±0,26 * 46,84±0,15 * 41,34±0,21 * 75,4±0,25 * 40,44±0,21 *
Примечание. ПП — подострый период; ВП — восстановительный период; п — количество животных в группе; * — достоверность показателей по отношению к данным контрольной группы (р<0,05).
группах. Повышение НТЖ многие клиницисты рассматривают в качестве ключевого параметра перегрузок организма железом [3].
Количество СФ возрастало на 28-е сутки подострого периода в I и III группах, а на 28-е сутки восстановительного периода, напротив, его количество снижалось, и в обеих группах было ниже контрольных значений (табл.). Во II группе, наоборот, показатель был ниже контроля на 28-е сутки подострого периода и выше на 28-е сутки восстановительного периода. На 56-е сутки восстановительного периода показатель был ниже контроля в I группе, а во II и III группах вновь превышал контрольные значения, наиболее высоким он отмечался во II группе.
Важное биологическое значение ферри-тина для организма определяется его защитной функцией, т. е. способностью уменьшать до минимума количество свободного железа, содержащегося в крови, а также в тканях. Железо как металл с переменной валентностью инициирует процессы липопероксидации. Таким образом, возникает порочный круг: ПХБ активируют процессы ПОЛ мембран клеток, в частности, эритроцитов. В результате наблюдается усиление гемолиза эритроцитов, приводящее к высвобождению большого количества ионов железа, которые также усиливают процессы ПОЛ. Способностью катализировать ПОЛ обладает закис-ная форма железа (Ре2+), которая находится в сыворотке крови в не связанной с белком форме [1]. Ферритин способен не только связывать железо, но и значительно снижать его прооксидантную активность, переводя Ее2+ в Ее3+. Эти два известных свойства ферритина обеспечивают его протекторную функцию в качестве натурального антиоксиданта [10].
Железо сыворотки крови, связанное и способное связаться, как известно, определяет ОЖСС. ОЖСС сыворотки крови был повышен, особенно в I группе (табл.). Максимальное его значение во всех экспериментальных группах наблюдалось на 28-е сутки восстановительного периода, однако на 56-е сутки
восстановительного периода показатель незначительно снижался, но не достигал контрольных значений.
Показатель НЖСС был довольно высоким в I группе на 28-е сутки и подострого, и восстановительного периода (табл.), на 56-е сутки восстановительного периода он снижался и был ниже контрольных значений. Во II и III группах животных показатель НЖСС превышал контрольные значения лишь на 28-е сутки подострого периода, в дальнейшем он неуклонно снижался и был меньше контрольных данных.
Анализ полученных данных показал, что, во-первых, выявленные изменения зависели от дозы введенного ПХБ и были обусловлены возрастающей интоксикацией организма при введении больших количеств ПХБ. Во-вторых, изменения основных показателей обмена железа зависели от сроков исследования. Возможно, это связано с особенностями кумуляции и выведения ПХБ из организма при введении его в различных дозах. В-третьих, количество свободного железа в сыворотке крови увеличивалось, что, в свою очередь, приводило к повышению насыщения трансферрина железом и увеличению количества СФ. В-четвертых, показатель ОЖСС также увеличивался во всех опытных группах, что является первым признаком истощения доступных запасов ионов железа в периферической крови экспериментальных животных. Таким образом, при воздействии неблагоприятных факторов среды (ПХБ) наблюдались нарушения обмена железа в восстановительный период эксперимента, которые привели к перегрузке ионами железа транспортных и депонирующих белков и в то же время к уменьшению пула доступного железа в организме и развитию железодефи-цитной анемии.
Библиографический список
1. Баркова Э. Н. Пространственно-временная организация эритропоэза и обмена
железа. Фундаментальные и прикладные
аспекты/Э. Н. Баркова^//Патофизиология крови. Экстремальные состояния.— М., 2004.- С. 222—229.
2. Гайсина А. Ф. Изменения в эритроне при сочетанном воздействии различных доз полихлорированных бифенилов и окси-метилурацила: автореф. дис. ... канд. мед. наук/А. Ф. Гайсина— Казань, 2002.— 22 с.
3. Диагностическое значение комплексного исследования показателей метаболизма железа в клинической практике/ С. П. Щербинина, Е. А. Романова, А. А. Левина и др.//Гематология и трансфузиоло-гия.— 2005.— Т. 50.— № 5.— С. 23—28.
4. Каримов Р. Р. Исследование механизмов развития анемии при подострой интоксикации полихлорированными бифени-лами: автореф. дис. ... канд. мед. наук/Р Р. Каримов— Тюмень, 2007.— 24 с.
5. Клюев Н. А Определение полихлориро-ванных бифенилов в окружающей среде и биоте/Н. А. Клюев, Е. С. Бродский// Полихлорированные бифенилы. Супертоксиканты XXI века.— М., 2000.— С. 31— 63.
6. Майстренко В. Н. Суперэкотоксиканты — проблемы XXI века/В. Н. Майстренко// Диоксины — суперэкотоксиканты XXI века.— М.: ВИНИТИ, 1998.— № 1.— Вып. 6.— С. 5—7.
7. Морщакова Е. Ф. Регуляция гомеостаза железа/Е. Ф. Морщакова, А Д. Павлов// Гематология и трансфузиология— 2003— Т. 48.— № 1.— С. 36—39.
8. Наймушин А. А. Патохимические особенности острого отравления полихлориро-ванными бифенилами. Подходы к фармакологической коррекции/А. А. Найму-шин//Вопросы теоретической и практической медицины.— Уфа, 1998.— С. 70.
9. Павлов А. Д. Метаболизм железа и его регуляция/А. Д. Павлов, Е. Ф. Морщакова// Дефицит железа и железодефицитная анемия у детей.— М., 2001.— С. 7—24.
10. Сывороточный ферритин в диагностике железодефицитных состояний/В. И. Петухов, Е. Я. Быкова, Д. К. Бондарь и др.// Гематология и трансфузиология.— 2003— Т. 48.— № 2.—С. 36—41.
11. Demichov V. G. Update of anemia in pregnancy pathogenesis/^ G. Demichov, E. F. Morshakova, A. D. Pavlov//Abstract book, 10th Congress of the European Hematology Association.— Stockholm, 2005.- Vol. 90.— P. 330.
A. F. Gaisina, A. F. Kayumova
PECULIAR FEATURES OF RAT IRON METABOLISM IN POLYCHLORINATED BIPHENYL INTOXICATION
Development of hemolytic hypochromic anemia was shown earlier while investigating the effect of polychlorinated biphenyls (PCB) on rat blood system. However, the type of changes in iron metabolism observed in rat PCB intoxication was not studied. Therefore, the aim of the study was to investigate the character of iron metabolism in rehabilitation period among rats exposed to PCB in the total dose of 0,5 LD50, 0,05 LD50 and 0,25 LD50. Serum iron content, general and unsaturated iron-binding ability of serum, percentage of transferrin saturation, quantity of serum ferritin were investigated. Disturbances of iron metabolism in rehabilitation period which led to iron ion overloading of transport and deposited proteins and, at the same time, to reduction of available iron pool and development of iron-deficient anemia were revealed. Changes in the main indices of iron metabolism depended on terms of investigation. Probably, it was associated with peculiar features of cumulation and excretion of polychlorinated biphenyls from organism when administered in different doses.
Keywords: iron-deficient anemia, iron metabolism indices, polychlorinated biphenyls.
Контактная информация:
Каюмова Алия Фаритовна, доктор мед. наук, профессор, зав. кафедрой нормальной физиологии Башкирского государственного медицинского
университета;
450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3, тел 8 (347) 272-41-73
Материал поступил в редакцию 02.02.2009
