CC BY
30
УДК 569.323.4:591.5
С.А. Константинова, П.Б. Цыремпилов
ВЛИЯНИЕ ЭКСТРЕМАЛЬНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПЕСТИЦИДАМИ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИММУНИЗАЦИИ КРЫС SALMoNELLA ENTERITIDIS
Бурятский государственный университет (Улан-Удэ) Бурятская государственная сельскохозяйственная академия (Улан-Удэ)
В статье представлены результаты экспериментов, проведенных в ходе исследования воздействия пестицидами на эффективность иммунизации, крыс Salmonella Enteritidis.
Ключевые слова: пестициды, иммунизация
the iNFLUENCE oF EXTREME ECoLoGiCAL ACTioN oF PESTiSiDES oN THE EFFECTiVENESS oF iMMUNiZATioN iN SoLMoNELLA ENTERITIDIS RATS
S.A. Konstantinova, P.B. Tsyrempilov
Buryat State University, Ulan-Ude Buryat State Agricultural Academy named after V.R. Philippov, Ulan-Ude
In this article some results of experiments are presented, in order to study the of influence of pesticides on the immunization, effectiveness of the white rats Salmonella enteritidis.
Key words: pesticides, immunization
Одним из эффективных путей поддержания здоровья человека является выявление отклонений в состоянии здоровья лиц, вызванных условиями окружающей среды, связанными с существующими проблемами цивилизации и наличием в ней опасных и вредных экологических факторов. Особую актуальность в настоящее время приобретает изучение реакций иммунной системы на экстремальные экологические воздействия. Ни у кого не вызывает сомнения высокая чувствительность иммунной системы человека и животных к химическим соединениям — ксенобиотикам. При этом современное сельскохозяйственное производство трудно представить без применения различных средств борьбы с вредителями растений и животных, являющихся синтетическими химическим веществами, обладающими высокой иммунотоксичностью.
В данной работе представлены результаты экспериментов, связанных с иммунизацией белых крыс Salmonella enteritidis в условиях воздействия хлорофосом и диметиламмониевой солью 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-ДДМА). Проведены исследования биосинтеза белка и оценка состояния лизосомальных мембран.
Цель исследования: оценка вклада в обусловленную пестицидами иммунодепрессию 2 механизмов: угнетения биосинтеза белка и нарушения стабильности лизосомальных мембран.
Опыты поставлены на 75 половозрелых крысах, разделенных на 5 равных групп. Животные 1 группы служили контролем, 2 — получали хлорофос в дозе 1/10 ЛД50, 3 — хлорофос в дозе 1/50 ЛД50, 4 - 2,4-ДДМА в дозе 1/10 ЛД50, 5 - 2,4-ДДМА в дозе 1/100 ЛД50. Пестициды вводили крысам в желудок ежедневно 1 раз в сутки в течение 2 месяцев. Антиген вводили внутримышечно по 0,2 и 0,5 мл с
интервалом 3 суток. Перед иммунизацией, на 4 и 11 сутки после первой инъекции антигена по 5 крыс из каждой группы убивали. В сыворотках крови определяли титр антител в реакции пассивной гемагглютинации, в печени, селезенке и брыжеечных лимфатических узлах — интенсивность биосинтеза белка по включению 14С-глицина, в цитоплазме печеночных клеток и внутри лизосом после разрушения их мембран тритоном Х-100 — активность маркерного лизосомального фермента кислой фосфатазы.
У контрольных животных иммунизация привела к резкой активации включения метки в тканевые белки (табл. 1). На 4 сутки после начала иммунизации относительная удельная радиоактивность (ОУР) белков печени возросла в 9,7 раза, селезенки — в 2,84 раза, лимфатических узлов — в 1,93 раза. На 11 сутки ОУР белков печени превышала контрольный уровень в 2,73 раза, селезенки — в 1,59 раза. Титр антител составил 1:121 на 4 сутки и 1:422 на 11 сутки. Иммунизация не сопровождалась достоверным изменением стабильности мембран лизосом, а общая активность кислой фосфатазы увеличилась на 52 % через 11 суток от начала введения антигена.
У группы крыс, получавших хлорофос в дозе 1/50 ЛД50, в предшествующий иммунизации период, было достоверно снижено включение метки в белки и проницаемость мембраны лизосом (табл. 2), а общая активность кислой фосфатазы увеличилась на 62 %. Произведенная на этом фоне иммунизация привела к накоплению в сыворотке крови антител в низких титрах — 1:57 на 4 сутки и 1:34 на 11 сутки. На 4 сутки ОУР белков печени была ниже, чем у контрольных иммунизированных крыс в 10 раз, селезенки — в 1,7 раза, лимфатических узлов — в 3,9 раза. На 11 сутки снижение, по сравнению с
Таблица 1
Влияние введения пестицидов и иммунизации на биосинтез белка у крыс
Препарат Доза в частях ЛД5о Сутки Относительная удельная радиоактивность, %
Печень Селезенка Лимф. узел
Контроль - 0 100 100 100
4 970* 284* 193*
11 273* 159* 125
Хлорофос 1/50 0 67* 57* 87*
4 97* 168* 50*
11 127* 47* 38*
Хлорофос 1/10 0 57* 43* 58*
4 168* 78* 135*
11 80* 55* 71*
2,4-ДДМА 1/100 0 17* 9* 19*
4 127* 143* 108*
11 71* 118 80*
2,4-ДДМА 1/10 0 18* 10* 11*
4 91 138* 60*
11 68 114 100
Таблица 2
Проницаемость мембраны лизосом и общая активность кислой фосфатазы у крыс до и после иммунизации, %
Примечание: * - достоверные изменения по отношению к нулевой точке контроля
Препарат Доза В ЛД50 Проницаемость мембраны лизосом в различные сроки после иммунизации, сутки Общ. активн. кислой фосфатазы в различные сроки после иммунизации, сутки
0 4 11 0 4 11
Контроль - 100 95 93 100 94 152*
Хлорофос 1/50 76* 165* 98* 162* 71* 141*
Хлорофос 1/10 77* 113* 161* 171* 76* 79*
2,4-ДДМА 1/100 68* 74* 68* 107 125* 144*
2,4-ДДМА 1/10 84* 79* 81 118 107 133*
контролем, составило соответственно 2,14, 3,38, 3,28 раза. Проницаемость мембраны лизосом увеличилась на 4 сутки на 65 %, а затем нормализовалась. Увеличенная до иммунизации общая активность кислой фосфатазы снизилась на 4 сутки в 2,28 раза и вновь возросла почти в 2 раза на 11 сутки.
Введение крысам хлорофоса в дозе 1/10 ЛД50 привело к падению ОУР белков печени, селезенки и лимфатических узлов на 42 — 57 %. Изменения проницаемости мембран лизосом и общей активности кислой фосфатазы были такими же, как и у животных, получавших меньшую дозу хлорофоса.
После иммунизации титры антител в сыворотке крови оказались равными 1:40 на 4 сутки и 1:80 на 11 сутки, что было значительно ниже контрольного уровня. Введение антигена стимулировало протеосинтез в печени и лимфатических узлах, однако степень стимуляции даже на 4 сутки была настолько низкой, что показатели ОУР белков печени отличались от контроля в 5,8 раза, лимфатических узлов — в 1,43 раза. Показатели включения
метки в белки селезенки на 4 сутки и белки всех исследованных органов на 11 сутки были даже достоверно ниже значений неиммунизированного контроля. Проницаемость мембраны лизосом после иммунизации увеличилась, а активность кислой фосфатазы снизилась на 21—24 %.
Угнетение биосинтеза белка при введении 2,4-ДДМА в дозе 1/100 ЛД50 было более выражено, чем под действием хлорофоса. Проницаемость мембраны лизосом снизилась, по сравнению с контролем, на 32 %, а общая активность кислой фосфатазы не изменилась. Произведенная на этом фоне иммунизация была мало эффективной — титры антител равны 1:30 на 4 сутки и 1:24 на 11 сутки. На 4 сутки после введения антигена наблюдалась достоверная активация биосинтеза белка, по сравнению с неиммунизированным контролем, но включение метки было намного ниже, чем у контрольных иммунизированных крыс. На 11 сутки степень включения метки в белки печени и лимфатических узлов составляла только 71—80 % от уровня,
зарегистрированного у неиммунизированных животных. Проницаемость мембраны лизосом мало изменялась после иммунизации, но была постоянно ниже, чем в контроле. Общая активность кислой фосфатазы увеличилась на 25 % через 4 суток и на 44 % через 11 суток.
Введение крысам 2,4-ДДМА в дозе 1/10 ЛД50 привело к торможению биосинтеза белка, степень которого была сопоставима с наблюдавшейся у предыдущей группы животных. Проницаемость мембраны лизосом уменьшилась на 16 % по сравнению с контролем, а активность кислой фосфа-тазы достоверно не изменилась. На 4 сутки после иммунизации включение метки в белки органов увеличилось, но было ниже значений иммунизированного контроля в 10,7 раза для печени, в 2,05 раза для селезенки и в 3,2 раза для лимфатических узлов. Проницаемость мембраны лизосом и общая активность кислой фосфатазы мало изменились, по сравнению с периодом до иммунизации. В сыворотке крови титр антител в этот срок исследования составил 1:20. На 11 сутки ОУР белков достоверно не отличалась от значений, зарегистрированных у неиммунизированных контрольных животных. Проницаемость мембраны лизосом практически не изменилась и составляла 81 % контрольного уровня, а активность кислой фосфатазы увеличилась до 133 %. Среднегеометрический титр антител составил лишь 1:17 против 1:422 в контроле.
Примененная схема постановки опыта с одним результирующим признаком — эффективностью иммунного ответа, регистрируемого в виде титра антител и двумя изменяемыми под действием препаратов параметрами — биосинтезом белка и состоянием лизосом, позволяет вскрыть зависимость иммунного ответа от состояния организма в период, предшествующий иммунизации. Однако правомерные выводы могут быть сделаны только лишь в случае достоверных изменений результирующего фактора. Поэтому результаты определения уровня антител в сыворотке крови обработаны методом однофакторного дисперсионного анализа, позволяющего учесть степень влияния одновременно всех использованных градаций изучаемого фактора — доз пестицидов (табл. 3).
Обработкой установлено, что на 4 сутки под действием хлорофоса имелось угнетение антите-лообразования с достоверностью свыше 99 %, а на 11 сутки — свыше 99,9 %. Показатели силы влияния
означают, что при иммунизации антигеном Salm. entetitidis генеральной совокупности крыс на фоне введения хлорофоса на долю иммунодепрессии за счет хлорофоса будет приходиться в среднем 61,3 — 79,9 % влияния от всей суммы возможных иммунодепрессивных факторов. Для 2,4-ДДМА показатели силы влияния оказались еще более высокими, а их достоверность составляла свыше 99 %.
Таким образом, следует считать доказанным угнетение пестицидами иммунного ответа у крыс на антиген Salmonella enteritidis.
Вполне правомерным считаем заключение
0 создании в результате действия пестицидов особого состояния организма, препятствующего нормальному развитию иммунного ответа. Данные опытов по изучению эффективности иммунизации крыс антигеном Salmonella enteritidis указывают на наличие прямой зависимости между уровнем биосинтеза белка в период, предшествующий введению антигена, и высотой иммунного ответа. Действительно, более сильное угнетение биосинтеза белка при введении крысам 2,4-ДДМА сопровождалось и более выраженным снижением титров антител в сыворотке крови.
Приходится констатировать, что эффективность иммунного ответа в гораздо меньшей степени зависит от состояния лизосом в период, предшествующий иммунизации, т.к. более заметное снижение проницаемости мембраны лизосом, наблюдавшееся перед иммунизацией крыс, получавших
2.4-ДДМа в дозе 1/100 ЛД50, не соответствовало степени угнетения антителообразования. Такое же несоответствие обнаружено и при сопоставлении уровня антителообразования и общей активности кислой фосфатазы: иммунный ответ тормозился независимо от того, была ли активность фермента повышена, как при действии хлорофоса, или оставалась практически неизменной, как при действии
2.4-ДДМА.
Регистрация уровня биосинтеза белка и состояния лизосом после иммунизации позволяет рассмотреть вопрос об изменениях этих показателей под действием антигена. Из данных таблицы
1 совершенно очевидно, что антиген вызывает стимуляцию включения метки в белки как у контрольных, так и у затравленных животных. Однако у крыс подопытных групп антиген оказался не в состоянии стимулировать протеосинтез до уровня иммунизированного контроля. Изменения со
Таблица 3
Иммунный ответ у крыс на введение антигена Salmonella enteritidis при действии хлорофоса и 2,4-ДДМА
Препарат Доза в частях ЛД50 Титр антител на 4 сутки Показатель силы влияния Его достоверность Титр антител на 11 сутки Показатель силы влияния Его достоверность
Контроль - 1:121 1:422
Хлорофос 1/50 1:57 0,613 < 0,01 1:34 0,799 < 0,001
1/10 1:40 1:80
2,4-ДДМА 1/100 1:30 0,688 < 0,001 1:24 0,831 < 0,001
1/10 1:20 1:17
стороны лизосом были разнородными и, видимо, в большей степени отражали особенности действия препаратов. До иммунизации проницаемость ли-зосомальных мембран была снижена примерно одинаково под действием как хлорофоса, так и
2,4-ДДМА, а после введения антигена реакция мембран оказалась разнонаправленной, хотя угнетение антителообразования отмечено под влиянием обоих препаратов. Такой характер сдвигов при отсутствии достоверных изменений в контроле позволяет предложить, что нарушения проницаемости лизосомальных мембран отрицательно сказываются на эффективности иммунизации, независимо от того имеет ли место стабилизация или
Сведения об авторах:
С.А. Константинова. Тел.: (3012) 44-82-55
лабилизация мембраны лизосом. Вполне вероятно, что любые изменения проницаемости нарушают оптимальные условия функционирования лизосом, одним из результатов чего является ухудшение переработки антигена.
выводы
1. Следует считать доказанным угнетение пестицидами иммунного ответа у крыс на антиген Salmonella enteritidis.
2. Данные опытов указывают на наличие прямой зависимости между уровнем биосинтеза белка в период, предшествующий введению антигена, и высотой иммунного ответа.
