CC BY
37
УДК 577:[612.111.1+612.117]:612.234:618.3
Лизурчик Л.В.1, Девяткина Т.А.2, Уксукбаева А.К.2
1Институт биоэлементологии Оренбургского государственного университета 2Оренбургский государственный университет E-mail: [email protected]; [email protected]
ВЛИЯНИЕ ПРЕНАТАЛЬНОЙ ТАБАЧНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АМНИОТИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ И ЭРИТРОЦИТОВ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА КРЫСАХ ЛИНИИ WISTAR)
В данной работе приведены результаты исследования амниотической жидкости и эритроцитов беременных крыс при экспериментальной табачной интоксикации. Выявлено, что при табачной интоксикации уменьшается диаметр эритроцитов в 1,25 раз, уменьшается доля лизирован-ных эритроцитов в 2 раза, в амниотической жидкости кадмия увеличилось в 4,2 раза, свинца в 2,7, а меди уменьшилось в 1,7.
Ключевые слова: крысы, беременность, свинец, кадмий, медь, амниотическая жидкость,
диаметр эритроцитов, осмотическая хрупкость
Актуальность
Известно, что негативные факторы, в частности курение, пагубно влияют на организм человека и животного.
При табачной интоксикации красные кровяные тельца (эритроциты) захватывают окись углерода, и в организме возрастает потребность в кислороде, поэтому он резко увеличивает количество эритроцитов в циркулирующем объеме крови. Попав в легкие, молодые эритроциты так же захватывают молекулы угарного газа. Увеличение количества эритроцитов приводит к скоплению их в сосудах, и тем самым замедляется кровообращение.
Табакокурение оказывает вредное воздействие не только на организм матери, но и на плод. Установлено, что развивающийся эмбрион находится в более неблагоприятных условиях, чем курящая мать. В фетальной крови и сосудах пуповины повышается уровень никотина и котинина, а также карбоксигемоглобина, который накапливается в организме плода в концентрации, вдвое превышающей таковую в крови матери. Курение матери во время беременности отрицательно сказывается на целом ряде физиологических реакций плода: значительно увеличивается частота внутриутробных дыхательных движений плода, удлиняются периоды отсутствия дыхательных и общих движений плода, что прямо зависит от уровня никотина в крови матери. Все это свидетельствует о прямом токсическом воздействии никотина на адренергическое звено вегетативной нервной системы плода. Возникающие у матери при курении гипоксию, а также метаболический и респираторный ацидоз ряд исследователей рас-
сматривают как одну из причин замедленного роста плода и нарушения развития его кардиоваскулярной системы [1].
Поэтому изучение на ранних стадиях влияния вредных факторов является одной из приоритетных задач при прогнозировании и выявлении различных заболеваний [2].
На основании этого нами были изучено влияние табачной интоксикации в пренатальный период на количественные и качественные показатели эритроцитов и содержание некоторых токсичных химических элементов в амниотической жидкости лабораторных животных.
Материалы и методы
Исследования выполнены в экспериментально-биологической клинике (виварий) ФГБОУ «Оренбургский государственный университет». Эксперимент выполнялся в соответствии с требованиями правил проведения работ с использованием экспериментальных животных. Подопытных животных содержали в стандартных условиях вивария при естественном освещении и свободном доступе к воде и пище. В качестве биологического тест -объекта использовали белых половозрелых крыс-самок линии Wistar массой 150-200 г. Исследование выполнено на 20 крысах, 10 интак-тных и 10 опытных. Животные опытной группы в течение 21 дня подвергались воздействию дыма сигарет в затравочной камере с содержанием никотина 0,9 мг/сиг и смолы 12 мг/сиг. Животных выводили из эксперимента на 12-е сутки беременности под эфирным рауш-нар-козом.
Доза никотиновой нагрузки на одно животное составляло 0.043 мг в день (расчет производился из соотношения массы человека к массе животного).
Для исследования диаметра эритроцитов использовали гелий-неоновый лазер [3,4,5]. Осмотическую хрупкость эритроцитов исследовали при помощи спектрофотометра [6].
Исследование концентрации токсических химических элементов определяли с помощью атомно-абсорбционного спектрометра МГА-915.
В амниотической жидкости определяли содержание меди, свинца и кадмия. В качестве эталонных образцов, необходимых для градуировки спектрометра, использовали ГСО (Сё №699093, РЬ №7012-93, Си №7998-93) составов водных растворов определяемых элементов. Для приготовления растворов использовали дистиллированную воду и азотную кислоту квалификации ОСЧ. Образец подвергали минерализации следующим образом: 400 мкл образца помещали в термостойкий бюкс, добавляли 500 мкл воды и 600 мкл азотной кислоты. Выпаривали на плитке при аккуратном перемешивании, не доводя до кипения до состояния влажных солей. Операцию повторяли несколько раз. Затем в охлажденный бюкс внесли 1000 мкл 3%-го раствора азотной кислоты, тщательно перемешали, ополоснули стенки бюкса и отобрали готовый аналит в пробирку типа Эппендорф [7].
Результаты и их обсуждения
Проведенные исследования свидетельствуют, что диаметр эритроцитов у опытной группы имеет меньший размер, чем контрольной. Это связа-
но с тем, что при табачной интоксикации наблюдается железодефицитная анемия, которая является причиной развития микроцитоза (табл. 1).
В результате исследования было установлено различие пиков поглощения при разной концентрации хлорида натрия. Это связано с тем, что биологические мембраны обладают очень резко отличающейся проницаемостью для разных веществ. Скорости, с которыми различные молекулы диффундируют через липидный бислой, очень сильно варьируют в зависимости от размера молекулы. Легче всего через бислой проходит вода, т.к. молекулы имеют малый размер, тогда как для катионов и анионов коэффициент проницаемости примерно на 10 порядков ниже. При помещении эритроцитов в гипотоническую среду в клетки в первую очередь входит вода, чтобы разбавить внутреннее содержимое и выровнять осмотическое давление внутри клетки и снаружи. При добавлении дистиллированной воды (0% раствор №С1) все клетки лизируют, а при 0,9% №С1 не разрушаются вовсе, поэтому в 0,9% растворе №С1 эритроцитов будет содержаться в большем количестве и график поглощения для 0,9% №С1 лежит выше, чем при 0% (рис. 1, 2).
Причина этого заключается в том, что эритроциты способны не только поглощать, но и рассеивать свет. В результате светорассеивания часть фотонов не доходит до фотоэлемента [6].
Используя данные о пиках поглощения рассчитали долю лизированных эритроцитов: для контрольной группы - 56,4%; опытной -25,9%. Это объясняется тем, что под влиянием табакокурения количество эритроцитов в цир-
Таблица 1. Показатели размеров эритроцитов
Группа Показатели
Э, мкм 8^,мкм ДЭ , мкм £ , % Доверительный интервал D, мкм
Контр. 6,5 0,155 0,66 10,2 (6,51±0,66)
Опыт. 5,2 0,12 0,52 9,9 (5,2±0,52)
Таблица 2. Концентрация токсических элементов в амниотической жидкости
Концентрация X ±ДХ 8
Контр. Опыт. Контр. Опыт.
Си, мг/л 5,22±0,11 3,14±0,1 0,09 0,07
С^ мкг/л 37,5±1,9 157,3±8,4 1,5 0,3
РЬ, мг/л 0,76±0,03 2,04±0,04 0,02 0,03
кулирующей крови увеличивается. Поскольку под действием соединений табачного дыма мембрана эритроцита получает неспецифические повреждения, в результате которых нарушается ее связи с белками крови. В основе этого процесса лежит соединение компонентов табачного дыма с гемоглобином. Возникает необходимость в увеличении количества эритроцитов в циркулирующем объеме крови [6].
В амниотической жидкости выявлено неоднозначно действие изучаемого фактора (табл. 2).
В результате воздействия табачного дыма концентрация кадмия увеличилась в 4,2 раз,
свинца в 2,7 раза, а меди уменьшилась в 1,7 раз. Это связано с тем, что свинец и кадмий подавляют усвоение меди в организме [8].
Заключение
Таким образом, в результате исследования было установлено, что табачная интоксикация при беременности сопровождается уменьшением диаметра эритроцитов, увеличением доли лизированных эритроцитов в циркулирующем объеме крови, а также происходит дисбаланс токсических химических элементов в амниотической жидкости.
28.08.2013
Список литературы:
1. Андреева Т.И., Красовский К.С. Табак и здоровье. Киев, 2004. 224 с.
2. Мирошников С.А., Лебедев С.В., Вишняков А.И. Элементный статус и морфофункциональное состояние репродуктивных органов у кур и млекопитающих под влиянием кадмиевой нагрузки / С.А.Мирошников, С.В.Лебедев, А.И. Вишняков // Сельскохозяйственная биология, 2012. - № 2. С. 69-72.
3. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика: Учеб. для мед. спец. вузов. - 2-е изд. испр. - М.: Высш. школа, 1996. - 608 с.
4. Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по медицинской и биологической физике: Учеб. пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Дрофа, 2001. - 192 с.
5. Блохина М.Е. Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Руководство к лабораторным работам по медицинской и биологической физике: Учеб. пособие. - 3-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2002. - 288 с.
6. Потапенко А.Я., Кягова А.А., Тихомиров А.М. Измерение осмотической хрупкости эритроцитов: Учеб. пособие ГОУ ВПО ГРМУ, 2006.
7. Стряпков А.В., Минаев В.А., Григоренко Т.А. Математическая обработка результатов химического эксперимента: Учеб. пособие. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2005. - 165 с.
8. Авцын А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчкова Л.С. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология/; АМН СССР. - М.: Медицина, 1991г.
Сведения об авторах:
Девяткина Татьяна Александровна, студент кафедры радиофизики и электроники физического факультета Оренбургского государственного университета, e-mail: [email protected] Уксукбаева Асель Куандыковна, студент кафедры радиофизики и электроники физического факультета Оренбургского государственного университета, e-mail: [email protected] Лизурчик Людмила Вячеславовна, аспирант Оренбургского государственного университета 460018, г. Оренбург, пр-т Победы, 13, e-mail: [email protected]
