Реакция органелл гепатоцитов печени крыс на воздействие амплитудно-модулированного магнитного поля промышленной частоты Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

[гиена и санитария 3/2014

2. Нитраты, нитриты и N-нитрозосоединения. Женева: ВОЗ; 1981.

3. IARC monographs on the evaluation of carcinogenic risks for humans. OveraIl evaluations of carcinogenicity: An Updating of IARC Monographs vol. 1-42. Lyon; 1987(Suppl. 7).

4. Боговский П.А. Экология и рак. Киев: Наукова думка; 1985: 97-134.

5. Волкова Н.В. Гигиенические значения нитратов и нитритов в плане отдаленных последствий их действия на организм. Иркутск: Большая медведица; 1980.

6. Столяров Б.В., Карпова Л.А., Филиппова О.В. Реакционная газовая экстракция в анализе объектов окружающей среды. Журнал аналитической химии. 1997; 52(5): 2-16.

7. Фойер Г., ред. Химия нитро- и нитрозогрупп: Пер. с англ. т.1. М.: Мир; 1972.

8. Ленинджер А. Основы биохимии: Пер. с англ. т. 1. М.: Мир; 1985.

References

1. Potapov A.I., Yastrebov G.G. Actual problems of ensuring hygienic safety of Russia. In: Hygienic aspects of habitat and population

health: The collection of scientific works devoted to the 75 anniversary public health epidemiological service. Perm; 1997: 5.

2. Nitrates, nitrites and N-connections. Geneva: World Health Organization; 1981.

3. IARC monographs on the evaluation of carcinogenic risks for humans. OveraIl evaluations of carcinogenicity: An Updating of IARC Monographs vol. 1-42. Lyon; 1987(Suppl. 7).

4. Bogovskiy P.A. Ecology and cancer. Kiev: Naukova dumka; 1985: 97-134.

5. Volkova N.V Hygienic values of nitrates and nitrites in respect of the remote consequences of their action on an organism. Irkutsk: Bol’shaya medveditsa; 1980.

6. Stolyarov B.B., Karpova L.A., Filippova O.V Reactionary gas extraction in the analysis of objects of environment. Zhurnal analiticheskoy khimii. 1997; 52(5): 2-16.

7 . Foyer G . , Ed . Chemistry of nitro- and nitrozo-groups: From English. 1. Мoscow: Mir; 1972. нитрозовые группы

8. Lenindzher A. Biochemistry bases: From English. 1. Мoscow: Mir; 1985.

Поступила 29.06.12 Received 29.06.12

© БЕЛКИН А.Д., МИЧУРИНА С.В., 2014 УДК 614.875:612.014.426.084

Белкин А.Д., Мичурина С.В.

РЕАКЦИЯ ОРГАНЕЛЛ ГЕПАТОЦИТОВ ПЕЧЕНИ КРЫС НА ВОЗДЕЙСТВИЕ АМПЛИТУДНО-МОДУЛИРОВАННОГО магнитного поля промышленной чАСТОТЫ

ФГБУ «НИИ клинической и экспериментальной лимфологии» СО РАМН, 630075, Новосибирск

Изучена реакция органелл цитоплазмы гепатоцитов печени крыс на воздействие магнитного поля промышленной частоты (напряженность 5-10 мкТл, время воздействия 14 сут). Установлено статистически значимое снижение в гепатоцитах числа и объема митохондрий, уменьшение числа первичных лизосом и перок-сисом, увеличение объема гранулярного и агранулярного ретикулумов.

Ключевые слова: гепатоцит; органеллы цитоплазмы; магнитное поле 50 Гц.

A. D. Belkin, S. VMichurina - THE RESPONSE OF ORGANELLES OF RAT LIVER HEPATOCYTES TO THE EXPOSURE OF AMPLITUDE-MODULATED POWER FREQUENCY MAGNETIC FIELD

Research Institute of Clinical and Experimental Lymphology of Siberian Branch of Federal Novosibirsk, Russian Federation, 630117

There was investigated the response of cytoplasmic organelles of rat liver hepatocytes to the exposure of impact of power frequency magnetic field (magnetic field intensity: 5 - 10 pT, exposure time: 14 days). A statistically significant reduction in the number of hepatocytes and volume of mitochondria, the decline of the number ofprimary lysosomes and peroxisomes, the increase of granular and agranular reticulum has been established.

Key words: hepatocyte, organelles of the cytoplasm, the magnetic field of 50 Hz.

В настоящее время человеческая популяция находится под постоянным воздействием магнитного поля промышленной частоты (МППЧ) [1, 3, 5, 6]. Имеются данные литературы, указывающие на то, что при обзорной микроскопии электронограмм печени животных, находившихся в условиях воздействия немодулированного МППЧ, выявлены ультраструктурные изменения ядра и органелл цитоплазмы [7-9]. Поэтому мы решили выяснить, происходят ли подобные изменения при воздействии на животных амплитудно-модулированных МППЧ.

для корреспонденции: Белкин Анатолий Дмитриевич, ad belkin@mail.ru

Материалы и методы

Эксперименты проведены на 14 самцах крыс Вистар с исходной массой 180-220 г, возраст 2,5 мес. Были выделены следующие экспериментальные группы животных: К - контрольная группа; МП - группа животных находившихся в течение 14 дней в условиях воздействия МППЧ с апериодическими колебаниями амплитуды величины магнитной индукции от 5 до 10 мкТл. В качестве источника МППЧ использовали дроссели марки 1УБИ-40/220-ВП-051ЧЛ4. Величину магнитного поля измеряли ВЕ-метром-АТ-002 и мультиметром MASTECH MY-62 с индукционным датчиком, настроенным на частоту 50 Гц и оттарированным в Сибирском НИИ метрологии. Всех животных содержали на стандартном рационе со

92

свободным доступом к пище и воде. По истечении этого срока их декапитировали под эфирным наркозом в 10.00 ч местного времени (по 7 животных в каждой группе) и забирали образцы печени. Препараты для электронной микроскопии были изготовлены по общепринятой методике. Образцы органов фиксировали в 4% параформальдегиде на 0,1 М фосфатном буфере (рН 7,4), а затем в 1% осмиевом фиксаторе на том же буфере, обезвоживали и заключали в эпон-812. Ультратонкие срезы получали на ультратоме LKB-8800, контрастировали насыщенным водным раствором уранилацетата и цитратом свинца и изучали в электронных микроскопах JEM 7A и JEM-100S/SEG. На цифровых электронограммах печени (площадью 80 мкм2) определяли с помощью программы «ImageJ” долю площади (в %), приходящуюся на данную структуру цитоплазмы гепатоцита. Статистическую обработку полученных показателей проводили с использованием пакета статистических программ Sta-tistica 6. Обработка вариационных рядов включала подсчет значений средних арифметических величин (М) и их стандартных ошибок ( ± m), среднеквадратического отклонения, медиан и т.д. Значимость различий между группами оценивали по непараметрическому критерию Манна-Уитни при 95% уровне значимости. Эксперименты выполнены с соблюдением международных принципов Хельсинкской декларации о гуманном отношении к животным.

Результаты и обсуждение

При проведении морфометрии органелл цитоплазмы гепатоцитов у животных, находившихся в условиях воздействия МППЧ, выявлены статистически значимые (p <0,05) изменения (см. таблицу).

В цитоплазме гепатоцитов у животных, находившихся под воздействием МППЧ, произошло уменьшение численной плотности и объема митохондрий, уменьшилось число пероксисом и первичных лизосом, увеличилась объемная плотность каналов ГЭР и АЭР.

В наших более ранних работах приведены данные об изменении ультраструктурного строения цитоплазмы гепатоцитов печени у животных, находившихся в условиях воздействия МППЧ [2, 4]. В печени животных произошло увеличение доли гепатоцитов с неравномерной плотностью цитоплазмы. В цитоплазме таких гепа-тоцитов отдельные каналы ГЭР были баллонообразно дилатированы и местами разрушены с утратой рибосом (признак нарушения белоксинтетической функции клеток). Также произошло расширение вакуолей и диктио-сом комплекса Гольджи (нарушение транспортной функции клеток). Многие митохондрии имели фестончатую форму поверхности и у них были разрушены кристы, а матрикс митохондрий имел значительные зоны просветления или уплотнения (нарушение системы энергетики клетки). У липидных капель появились светлые ободки (признак обводнения цитоплазмы). Местами в цитоплазме отсутствовали глыбки гликогена (нарушение углеводного обмена).

Проведенное нами морфометрическое исследование подтвердило и дополнило опубликованные нами ранее данные обзорной микроскопии о нарушении ультраструктурного строения печени при воздействии на животных амплитудно-модулированным МППЧ.

Таким образом, при воздействии на животных в течение 14 дней амплитудно-модулированным МППЧ напряженностью 5-10 мкТл в их печени изменяются (по сравнению с контролем) количественные и объемные

Количественные показатели органелл цитоплазмы гепатоцитов (M ± т)

Группа крыс

контрольная воздействие ММПЧ

Количество митохондрий 14,2 ± 0,6 8,5 ± 0,6*

Объем митохондрий, % 13,6 ± 0,6 6,9 ± 0,6*

Количество пероксисом 0,66 ± 0,08 0,4 ± 0,06*

Объем ГЭР, % 4,9 ± 0,6 6,1 ± 0,4*

Объем АЭР, % 71,9 ± 1,0 74,2 ± 1,0*

Число первичных лизосом 0,86 ± 0,13 0,51 ± 0,1*

Число вторичных лизосом 0,59 ± 0,11 0,36 ± 0,09

Объем липидов, % 0,31 ± 0,1 0,02 ± 0,01

Объем аппарата Гольджи, % 0,81 ± 0,48 0,03 ± 0,02

Примечание. * - различие с контролем достоверно при p < 0,05; ГЭР - гранулярный эндоплазматический ретикулум, АЭР - агранулярный.

показатели органелл цитоплазмы гепатоцитов. Все это свидетельствует о том, что амплитудно-модулированное МППЧ способно вызвать ультраструктурные нарушения в органеллах цитоплазмы гепатоцитов. При воздействии на животных МППЧ в гепатоцитах печени происходит прежде всего уменьшение количества и объема митохондрий и появление их неактивных форм. Разрушенные и неактивные митохондрии уже не способны обеспечить энергетическими субстратами внутриклеточные биосинтетические процессы в гепатоците, что нарушает жизнедеятельность клетки и приводит к двум исходам - апоптозу или некрозу [2, 4].

Литер атур а

1. Алтухов Д. А. Магнитное поле промышленной частоты как вредный фактор в условиях непрофессионального воздействия. Известия Калининградского государственного технического университета. 2007; 11: 98-102.

2. Мичурина С.В., Белкин А.Д., Бугримова Ю.С.и др. Влияние магнитного поля промышленной частоты на некоторые параметры гепато-лиенальной и лимфатической системы лабораторных животных. Проблемы экспериментальной и клинической лимфологии. Матер. конф. Новосибирск; 2002: 269-70.

3. Григорьев,Ю.Г., Васин А.Л. Электромагнитные поля и население:: Сб. статей. М.: Изд-во Российского университета дружбы народов; 2003.

4. Мичурина С.В., Ефремов А.В., Шурлыгина А.В. Морфофункциональные изменения печени и ее региональных лимфатических узлов под воздействием магнитного поля промышленной частоты. Морфология. 2005;.128(4): 69-73.

5. Рябов Ю.Г., Андреев Ю.В., Билецкий С.Э., Гуров И.Б. Пути решения проблем сохранения здоровья, снижения инвалидности и смертности населения от воздействия поляризованных электромагнитных полей промышленной частоты. Экология и гигиена помещений Московского региона. Сборник трудов постоянно действующего научно-практического семинара. Вып. 3. (2005-2007 гг.). М.: МГУИЭ; 2007. 120-37.

6. Григорьев Ю.Г., Григорьев О.А., Меркулов А.В., Степанов В.С. Электромагнитная безопасность человека. М.: Российский национальный комитет по защите от неионизирующего излучения; 1999.

7. Azza A., Yehia A., Yehia M.A. Histological, ultrastractural and immunohistochemical studies of the low frequency electromagnetic field effect on thymus, splen and liver of albino Swiss mice. Pakistan J. Biol. Sci. 2002; 5: 931-7.

93

[гиена и санитария 3/2014

8. El-Hady El-desoky M., Mohamady M. Ultrastractural studies on the effect of electromagnetic field on the liver of albino rats (Rat-tus norvegicus). J. Am. Sci. 2011; 7(2): 154-65.

9. Mahmoud N.H. Ultrastructure study on the effect of alternating magnetic field on mice liver. Egypt. J. Hospital Med. 2005; 19: 168-78.

References

1. Altukhov D.A. Power frequency magnetic field as a harmful factor in terms of non-professional exposure. Izvestiya Kaliningrad-skogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2007; 11: 98-102. (in Russian)

2. Michurina S.V., A.D.Belkin A.D., Yu.S.Bugrimova Yu. et al. Effect of power frequency magnetic fields on some parameters of hepato-splenic and lymphatic system of laboratory animals . In: Problems of experimental and clinical lymphology [Prob-lemy eksperimental’noy i klinicheskoy limfologii]: Proceedings of the conference. Novosibirsk; 2002: 269-70. (in Russian)

3. Grigor’ev Yu.G., Vasin A.L., eds. Electromagnetic fields and public: Collection of articles. [Elektromagnitnye polya i nasele-nie.] Moscow: Izd-vo Rossiyskogo universiteta druzhby naro-dov; 2003. (in Russian)

4. Michurina S.V, Efremov A.V, Shurlygina A.V, Belkin A.D., Vakulin G.M., Verbitskaya L.V, Larionov P.M. Morphological changes of the liver and its regional lymph nodes under the in-

fluence of power frequency magnetic fields. Morfologiya. 2005; 128(4): 69-73. (in Russian)

5. Ryabov Yu., Andreev Yu.V., Biletskiy S.E., Gurov I.B. Ways of solving the problems of preservation of health, reduce of disability and mortality from exposure to polarized electromagnetic fields of industrial frequency. In: Ecology and hygiene facilities in the Moscow region. Proceedings of the permanent scientific-practical seminar [Ekologiya i gigiena pomeshcheniy Moskovskogo regiona/Sbornik trudov postoyanno deystvuyush-chego nauchno-prakticheskogo seminara]. Is.3. (2005 - 2007). Moscow: MGUlE; 2007: 120-37. (in Russian)

6. Grigor’ev Yu.G., Grigor’ev O.A., Merkulov A.V, Stepanov VS. Electromagnetic human security. [Elektromagnitnaya bezopas-nost’ cheloveka]. Moscow: Rossiyskiy natsional’nyy komitet po zashchite ot neioniziruyushchego izlucheniya; 1999. (in Russian)

7. Azza A., Yehia A., Yehia M.A. Histological, ultrastructural and immunohistochemical studies of the low frequency electromagnetic field effect on thymus, splen and liver of albino Swiss mice. Pakistan J. Biol. Sci. 2002; 5: 931-7.

8. El-Hady El-desoky M., Mohamady M. Ultrastructural studies on the effect of electromagnetic field on the liver of albino rats (Rat-tus norvegicus) . J. Am. Sci. 2011; 7(2): 154-65.

9. Mahmoud N.H. Ultrastructure study on the effect of alternating magnetic field on mice liver. Egypt. J. Hospital Med. 2005; 19: 168-78.

Поступила 06.03.13 Received 06.03.13

© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2014 УДК 614.7:616-008.9-074-092.9

Чаховский П.А.1, Янцевич А.В.2, Дмитроченко А.Е.2, Иванчик А.В.2

ВЭЖХ-МС-МЕТОДИКА АНАЛИЗА ЛИПИДНЫХ ПРОФИЛЕЙ СЫВОРОТКИ КРОВИ

морских свинок для выявления ранних изменений метаболизма при воздействии загрязнителей окружающей среды

ТУ «Республиканский научно-практический центр гигиены», 220012, г. Минск, Республика Беларусь; ^Институт биоорганической химии Национальной академии наук Беларуси, 220141, г. Минск, Республика Беларусь

Воздействие антропогенных факторов оказывает многостороннее влияние на организм человека и животных. В связи с их комплексным воздействием выявление негативных эффектов отдельных факторов представляет собой довольно сложную задачу. Метаболомная методология, позволяющая преодолеть указанные сложности, была применена при оценке характера и степени влияния отходов производства калийных удобрений на липидные профили экспериментальных животных при интраназальной затравке отходами производства калийных удобрений и потреблении питьевой воды, полученной из источников, расположенных в зоне потенциального действия калийного производства. Выделение липидов из сыворотки проводили с помощью специально разработанной методики, основанной на твердофазной экстракции, позволяющей удалить из образцов холестерин. Каждый образец был подвергнут анализу методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрической детекцией (ВЭЖХ-МС), после чего полученные хроматограммы обрабатывали с использованием метода главных компонент (МГК) и кластерного анализа. Разработанная методика позволяет эффективно разделять гидрофобные метаболиты в сыворотке крови. Установлен липидный профиль сыворотки крови опытных животных, в частности содержание фосфолипидов и оксисте-роидов, и обнаружены различия в метаболических процессах между опытными и контрольными животными. В сыворотке крови экспериментальных животных была повышена по сравнению с контрольной группой концентрация оксистероидов.

Ключевые слова: стероиды; липиды; сыворотка крови; метаболический профиль; промышленные отходы.

P. A. Chakhovskiy1, A.V Yantsevich2, A. E. Dmitrochenko2, A. V. Ivanchik2 — ANALYSIS OF SERUM LIPID PROFILES IN GUINEA PIGS FOR EARLY DETECTION OF CHANGES IN METABOLISM UNDER EXPOSURE TO ENVIRONMENTAL CONTAMINANTS

1The Republican Scientific and Practical Centre of Hygiene, Minsk, Republic of Belarus, 220012; 2The Institute of Bioorganic Chemistry, Minsk, Republic of Belarus, 220141

для корреспонденции: Чаховский Павел Анатольевич, chahovsky@gmail . com

94