Влияния тяжелых металлов и радиации на кроветворение у крыс

эпилептической активности уменьшает депримирующее влияние РФ на ДГ и ДММ, что может лежать в основе редукции противосудорожного действия антиконвульсанта (развитие фармакодинамического антагонизма между препаратами).

Ключевые слова: анальгетики, противосудорожные средства, возбудимость, внутрицентральные взаимоотношения.

Стаття иадшшла 26.09.2014 р.

reduces the influence of Rfon DH and DMI, which may underlie the reduction of the anti-siezure action of anticonvulsants (the development of pharmacodynamic antagonism between the drugs).

Key words: analgetics, anticonvulsants, excitability, intracentral relationship.

Рецензент Бобирьов В.М.

УДК 616.648;661.848:661.852

ВЛИЯНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И РАДИАЦИИ НА КРОВЕТВОРЕНИЕ У КРЫС

На беспородных крысах обоих полов выявлены эффекты однократного действия радиации на кроветворение после предварительной 10-дневной затравки солями кадмия и свинца. Установлено, что внешнее облучение дозой 5 Гр вызывает развитие острого костномозгового синдрома, что сопровождается высокой смертностью животных. Внутрижелудочное введение солей кадмия и свинца вызывает развитие анемии, более выраженной при свинцовой интоксикации. Сочетанное влияние солей тяжелых металлов и радиации снижает эффекты радиационного поражения костного мозга, что проявляется в показателях кроветворения и уменьшении смертности животных в опытных группах.

Ключевые слова: кадмий, свинец, радиация, сочетанные эффекты.

Работа является фрагментом НДР "Развитие и морфо-функциональное состояние органов и тканей экспериментальных животных и людей в норме, в онтогенезе под влиянием внешних факторов", № гос. регистрации 0111и009598.

Несмотря на то, что после аварии на ЧАЭС прошло около 30 лет, экологическая ситуация в Украине носит выраженный мультифакторный характер. Сформировались целые регионы, где стало очевидным сочетанное воздействие радиационных и химических факторов, в том числе солей тяжелых металлов [1, 6, 8, 9]. Кроме того, загрязнению окружающей среды значительно способствуют масштабы современного производства химических веществ и химизация сельского хозяйства. Так, по данным исследований Института медицины труда АМН Украины, ежегодно в почву Украины вносится 1,7 млн центнеров пестицидов, 150 тысяч тонн минеральных удобрений. С ними поступает в почву 1800 тонн свинца, 400 тонн кадмия и многих других тяжелых металлов [3, 7, 8]. В ряде городов Украины выявляются почвенные «пятна» с повышенными в несколько раз концентрациями свинца, кадмия, цинка и других металлов. Во многих местах отмечены концентрации этих металлов, превышающие предельно допустимые, при этом не только вблизи источников их промышленного выброса, но также на территориях ближайших и даже отдаленных от этих мест жилых кварталов. По данным исследований кадмию и свинцу отводится одно из лидирующих мест среди наиболее опасных металлов-загрязнителей [1, 6, 8]. Общая ситуация в Украине значительно усугубляется реальной угрозой одновременного загрязнения окружающей среды радионуклидами и солями тяжелых металлов. Учитывая неоднозначность, а иногда пародоксальность их взаимного действия, изучение их сочетанного действия попрежнему остается актуальным [3, 4, 9, 11, 12].

Целью работы было выявление эффектов однократного действия радиации на кроветворение крыс после предварительной 10-дневной затравки солями кадмия и свинца.

Материал и методы исследования. В эксперименте использовали 5 групп белых безпородних крыс обоего пола массой тела 200-250 г (220,1 ± 15,1 г), которых разделили на 5 групп (1, 4, 5 группы - по 30 особей; 2, 3 группы - по 65 особей в каждой группе). Хлорид кадмия и ацетат свинца животным 2 и 3 группы вводили ежедневно внутрижелудочно в течение 10 суток в концентрациях 1/10 ЬБ50 [2]. Опытных животных 2 и 3 группы сразу после окончания затравки металлами тотально однократно облучали дозой 5 Гр на терапевтической установке "Рокус", источник 60Со, мощность экспозиционной дозы 4,3^ 10-4 А/(кг-с). Контролем служили крысы (4 группа), которые в течение 10 суток перед облучением получали внутрижелудочно воду. Для получения исходных данных использовали интактных крыс (5 группа),

Содержание животных и эксперименты проводились соответственно положениям "Европейской конвенции о защите позвоночных животных, которые используются для экспериментов и других научных целей" (Страсбург, 1985), "Общих этических принципов экспериментов на животных", утвержденным Первым национальным конгрессом по биоэтике (Киев, 2001). Крыс выводили из эксперимента под эфирным наркозом через 1, 3, 5, 10, 20 и 30

суток после облучения, в 1 и 2 группах - по 5 животных сразу после прекращения затравки металлами. У крыс вычленяли голени и очищали их от мягких тканей. Суспензию клеток получали путем вымывания костного мозга охлажденным физиологическим раствором. Содержание клеток подсчитывали в камере Горяева. Перед облучением у всех крыс из хвостовой вены брали кровь для определения количества эритроцитов, гемоглобина и ретикулоцитов по стандартным методикам. Данные выражали в процентах к соответствующему показателю, полученному в интактном контроле на каждый срок исследования. В процессе эксперимента регистрировали гибель животных. Статистическую обработку результатов проводили в пакете программ "StatgrapЫcs 4.0", достоверность оценивали по 1 критерию Стьюдента.

Результаты исследований и их обсуждение. Установлено, что после облучения у крыс 1 группы (только облучение) уже через сутки развивается типичный костномозговой синдром, который сопровождается достоверным снижением количества клеток в костном мозге на 3 сутки до 37,2 ± 4,9 млн (в интактном контроле 124,7 ± 5,6 млн, р<0.05) (рис.) [2]. У выживших животных

между 10 и 20 сутками наблюдения начинается регенерация костного мозга с увеличением количества клеток через 20 суток до 137,0 ± 11,2 млн. К концу эксперимента количество клеток в костном мозге животных 1 группы приближается к норме. Смертность в этой группе составила 61,7%, животные начинали погибать через 3 суток после облучения, больше всего (48,3%) погибло между 11-12 сутками после облучения. Нагрузка кадмием и свинцом в течение 10 суток у животных 2 и 3 группы сопровождается снижением числа клеток костного мозга и развитием анемии, что в периферической крови находит отражение в снижении количества эритроцитов, гемоглобина и Рис. Количество ядросодержащих клеток в костном мозге. увеличении количества ретикулоцитов (табл.).

Анемия при этом более выражена после свинцовой интоксикации. После воздействия радиации у этих животных также, как и в 1 группе, развивается острая лучевая болезнь, однако костный мозг поражается в меньшей степени (рис.). Так, после кадмиевой и свинцовой интоксикации, на пике развития лучевой болезни через 3 суток после облучения, число клеток костного мозга снижается соответственно до 55,2 ± 3,8 млн (р < 0,05) и до 75,3 ± 3,1 млн (р < 0,05). Раньше, чем в 1 группе, начинается последующая регенерация костного мозга, которая протекает также более активно и к концу наблюдения показатели нормализуются.

Влияние кадмия и свинца на кроветворение крыс

Группы животных Количество миело-кариоцитов

Интактные 123,7±6,3 6,0±0,9 154,8±3,3 22,9±1,6

Опытные - введение еа РЬ еа РЬ еа РЬ еа РЬ

солеи металлов

10-е сутки после 99,1±6,2 87,3 ±3,0 3,8 ±0,4 3,2±0,3 135,6±9,2 120,0±1,0 39,6±3,7 43,7±2,0

интоксикации * * * * * * * *

*-достоверное отличие от исходного показателя.

Смертность животных во 2 и 3 группах составила соответственно 50% и 35%. Крысы начинали гибнуть уже через сутки после облучения (к концу затравки металлами), однако больше всего животных погибло также как и в 1 группе, между 11-12 сутками после облучения: во 2 группе - 32%, в 3 группе - 25%.

Полученные данные свидетельствуют о том, что предварительное (до облучения) 10-дневное введение солей тяжелых металлов в токсической концентрации, вызывает в различной степени защитный эффект, что находит отражение в снижении количества гибнущих клеток в костном мозге. Пропорционально этому эффекту происходит ослабление тяжести острой лучевой болезни, в результате чего смертность животных уменьшается. Это соотносится с литературными данными о том, что при действии множественных факторов окружающей среды, в частности, радиации, кадмия и свинца, внутрибрюшинное введение хлорида кадмия мышам и внутрижелудочное введение ацетата свинца крысам в токсических концентрациях за несколько суток до облучения в сублетальных дозах оказывает радиозащитное действие. Этот факт находит отражение в снижении смертности животных,

хотя оба металла обладают выраженными токсическими свойствами [1, 5, 6, 11, 12]. Авторы цитируемой работы считают, что радиозащитное действие свинца при предварительном его введении в токсической дозе (10 мг/кг) связано с развитием гемической и тканевой гипоксии. Последние сопровождаются снижением ферментативной активности непосредственно в стенке сосудов, что вызывает нарушение поступления в ткани кислорода и способствует развитию тканевой гипоксии [11]. Этот эффект снижает поражение радиацией хорошо оксигенированных тканей, что лежит в основе метода гипоксирадиотерапии при облучении опухолей [10, 13].

Механизм радиозащитного действия кадмия также, очевидно, связан с наличием тканевой гипоксии как следствия анемии, к развитию которой может приводить выраженный нефротоксический эффект соединений кадмия, который проявляется нарушением клубочковой фильтрации, канальцевого транспорта [1, 5, 6], а также, очевидно, нейроэндокринных звеньев, отвечающих за выработку эритропоэтина и регуляцию эритропоэза.

Следует отметить также, что сочетанное действие тяжелых металлов и радиации для костного мозга не приводит к простому сложению эффектов и превалирующим повреждающим фактором является радиационный при применении сублетальных и летальных доз.

Облучение животных в дозе 5 Гр вызывает развитие острого костномозгового синдрома. Действие солей кадмия и свинца определяет развитие анемии, более выраженной при свинцовой интоксикации. 10-дневная затравка солями тяжелых металлов снижает эффекты радиационного поражения костного мозга.

Перспективы дальнейших исследований. Планируется исследование кроветворной функции костного мозга при действии радиации на фоне моделирования патологических процессов разных органов крыс.

1. Дельцова О. I. Пстоструктурш змши деяких внутршшх оргашв за умов кадмiевоi штоксикацй / О. I. Дельцова, Г. М. Ерстенюк, Р. М. Назарук [та iH.] // Галицьк. лкарськ. вюник. - 2000. - Т. 8. - Вип. 2. - С. 31-33.

2. Груздев Г. П. Острый радиационный костномозговой синдром / Г. П. Груздев // - М.: Медицина, - 1988. - 144 с.

3. Иваницкая Н. Ф. Сочетанное действие металлов и радиации. В кн.:Тяжелые металлы во внешней среде: Соврем. гигиен. и токсикол. аспекты / И. М Трахтенберг, В. С. Колесников, В. П. Луковенко // - Мн.: Навука i техшка, - 1994. - С. 163-197.

4. Казачков В. И. Модифицирующее действие свинца на эмбриотоксичность кадмия / В.И. Казачков, З.М. Гасимова, Л.Ф. Астахова // Гигиена и санитария. - 1992. - № 2. - С. 60-63.

5. Кухарчук О.Л. Вплив гостро! затравки щурiв хлористим кадмiем на екскреторну функщю нирок за умов водного наван-таження / О.Л. Кухарчук, Г.1. Кокощук, К.М. Чала [та ш.] // Буковинський медичний вюник.- 2001.- Т. 5.- № 2.- С. 185-188.

6. Ковальчук Л. £. Аналiз цитогенетичних ефекив солей важких металiв / Л. £. Ковальчук, П. М. Телюк., Р. В. Козовий // Галицький лжарський вюник. - 2004. - Т. 11. - № 4. - С. 34-36.

7. Нацюнальний план дш з ппени довкшля на 2000-2005 роки // Довкшля i здоров'я. - 2001. - Вип. 3. - С. 7-39.

8. Трахтенберг И. М. Тяжелые металлы как химические загрязнители производственной и окружающей среды / И. М. Трахтенберг // Довкшля та здоров'я. - 1997. - № 2. - С. 48-51.

9. Трахтенберг И. М. К проблеме сочетанного гонадотоксического действия тяжелых металлов (свинца и кадмия) и ионизирующего излучения / И.М Трахтенберг, И.Н. Андрусишина // Гигиена труда. - 2000. - Вып. 31. - С. 101-110.

10. Хворостенко М. И. Отдаленные результаты комбинированного лечения рака желудка с использованием предоперационной гипоксирадиотерапии / М. И. Хворостенко // Мед. радиол. - 1995. - Т. 40. - № 4. - С. 48-49.

11. Zaichkina S. I. Induction of cytogenetic damages by combined action of heavy metal salts, chronic and acute gamma irradiation in bone marrow cells of mice and rats / S. I. Zaichkina, O. M. Rozanova, G. F. Aptikaeva [et al.] // Radiats Biol. Radioecol. - 2001. - Vol. 41. -№ 5. - P. 514-518.

12. Matsubora J. Risk Analysis of multiple environmental factors: radiation, Zinc, Cadmium and Сalcium / Matsubora Junkg, Ishioko Kumaki, Shibata Yoschisoda [et al.] // Environt. Res. - 1986. - Vol. 4. - № 2. - P. 525-531.

13. Wainson A. A. Oxybaro-and hipoxyradiotherapy / A. A Wainson // Sov. Med. Rev. F. Oncol. - 1991. - Vol. 3. - P. 113-142.

ЕФЕКТИ ВПЛИВУ ВАЖКИХ МЕТАЛ1В I РАД1АЦП НА КРОВОТВОРЕННЯ ЩУР1В

Островська С .С., Шаторная В. Ф., Бельська Ю. А.

На безпородних щурах обох статей виявлеш ефекти однократно! дй радiацii на кровотворення тсля попереднього 10-денного запалу солями кадмш i свинцю. Опромшення дозою 5 Гр викликае розвиток гострого юсткомозкового синдрому. Введення солей кадмш i свинцю викликае розвиток анемй, бшьш виражено! при свинцевш штоксикацй. Сполучений вплив солей важких металiв i радiацii знижуе ефекти радiацiйного ураження юсткового мозку.

Ключовi слова: кадмш, свинець, радiацiя, сполучеш ефекти.

Стаття надшшла 24.09.2014 р.

EFFECTS OF HEAVY METALS AND RADIATION

ON RATS' HEMATOSIS Ostrovskaya S. S., Shatornaya V. F., Bel'skaya Yu. A.

Revealing effects of unit operation of radiation on rats' hematosis after preliminary 10-days' priming with cadmium and lead salts. Exposure to radiation of animals in the dose of 5 Gy causes development of an acute bone marrow syndrome. Action of cadmium and lead salts determines anemia development, being more expressed in lead intoxication. 10-days' priming with salts of heavy metals decreases effects of radiation damage of bone marrow.

Key words: cadmium, lead, radiation, combined effects.

Рецензент Шеттько B.I.