Изучение воздействия городской пыли города Балхаша на метаболический статус легких экспериментальных животных

Размещено на http://www.allbest.ru/

Изучение воздействия городской пыли города Балхаша на метаболический статус легких экспериментальных животных

легкие полиметаллический пыль метаболизм

Введение

Некоторые ткани в силу своей функциональной метаболической активности обладают чувствительностью к состоянию окислительного стресса, что связано с высокой потенциальной мощностью прооксидантной системы и низкой буферной ёмкостью антиоксидантной защиты (АОЗ). К таким тканям относятся мозг, сетчатка, легкие [1,2]. Окислительный метаболизм имеет особое значение для функционирования системы органов дыхания, так как легкие представляют собой наиболее крупную биологическую мембрану организма, внешняя поверхность которой постоянно контактирует с кислородом, а также с такими активаторами ПОЛ как озон, двуокись азота [3,4,]. Легкие - орган с чрезвычайно высоким уровнем метаболизма липидов, функция которых может определять как режим адаптации ткани, так и устойчивость к воздействию неблагоприятных факторов [5,6].

По мнению многих авторов, в основе политропного действия промышленной пыли на организм лежит проникновение мелкодисперсных частиц в общий кровоток через стенки легочных вен, вокруг которых они откладываются в большом количестве и постепенно продвигаются до эндотелия сосудов. Кроме того, наблюдаются случаи гематогенного метастазирования пылевых частиц во внутренние органы из распавшихся пневмокониотических очажков [7,8,9,10].

Интенсивность перекисного окисления липидов (ПОЛ) в клетках, в том числе клетках бронхо-легочной системы, определеляется деятельностью систем, генерирующих свободные радикалы, с одной стороны, а также ферментной и неферментной составлющими систем антиокислительной защиты - с другой. Их совокупность расматривается как один из важнейших регуляторных механизмов как в норме, так и при патологии. Адекватность защиты обеспечивается согласованностью действия всех звенъев этой сложной системы [11,12].

Существенную помощь в уточнении неблагоприятного воздействия городской пыли на организм на уровне реально действующей нагрузки может оказать изучение окислительного метаболизма как универсального механизма повреждающего эффекта. Процессы окислительного метаболизма в физиологических условиях активно участвуют в функционировании клеточных мембран и адаптационно-приспособительных возможностях организма к различным экстремальным воздействиям. Вместе с тем, ведущее значение в патогенезе воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды на организм имеет образование свободных радикалов с их способностью вызывать окислительную модификацию биомолекул, степень выраженности которой зависит от интенсивности генерации оксида азота (N0), активных форм кислорода (АФК) и состояния антиоксидантной защиты[13].

С целью апробации прогностически значимых критериев раннего выявления метаболических изменений было проведено изучение ряда показателей окислительного метаболизма в гомогенатах легких экспериментальных животных, подвергнутых воздействию полиметаллической пыли г.Балхаш.

1.Материалы и методы

Экспериментальные исследования выполнены на белых беспородных крысах - самцах с массой тела в среднем 200-250г, содержавшихся в стандартных условиях вивария со свободным доступом к пище и воде. Животные были подразделены на 4 группы. В первой группе лабораторным животным однократно интратрахеально вводили полиметаллическую пыль г. Балхаш в дозе 50 мг\мл.

Во второй группе затравка производилась ингаляционно в течение 70 дней в дозе 0,05 мг/м³ (доза соответствующая ПДК для населеннных мест); в третьей группе затравка животных производилась 4 месяца (по 0,05 мг/м³). Четвертая группа - контрольная. Животные подвергались ингаляционному запылению в затравочной камере [14]. Ингаляционная затравка производилась по 4 часа в день в течение 5 дней в неделю.

Определение уровня продуктов ПОЛ (диеновые коньюгаты - ДК, кетадиеновые коньюгаты - КД, суммарные первичные продукты - СПП, суммарные вторичные продукты - СВП ) осуществлялось по методу Волчегорского И.А. и др. , активность каталазы по методу Королюк М.А. и др., уровень оксида азота по методу Голикова П.П. [15,16,17]. Оценка достоверности полученных данных осуществлялась с применением параметрического t- критерия Стьюдента [18].

2.Результаты и обсуждение

При однократном интратрахеальном введении лабораторным животным пыли в дозе 50 мг/мл обнаружена, тенденция к увеличению диеновых коньюгатов и суммарных вторичных продуктов в гомогенатах легких.

Наряду с этим, нами выявлено достоверное снижение уровня оксида азота и каталазы. Так уровень оксида азота понизился в 2 раза по сравнению с контролем, а уровень активности фермента каталазы понизился в 3,3 раза (табл.1).

Таблица 1

Полученные результаты позволяют предположить, что при однократном воздействии пыли в дозе значительно превышающей ПДК наблюдалось лишь незначительное увеличение продуктов ПОЛ, но при этом наблюдалось достоверное снижение каталазы, характеризующей состояние антиоксидантной системы. В то же время снижение уровня оксида азота с точки зрения теории адаптации соответствует стадии напряжения адаптационных возможностей организма.

Молекула оксида азота играет важную регуляторную роль в качестве медиаторного звена и выступает как неферментативное звено защиты. Увеличение продукции оксида азота соответствует стадии мобилизации адаптивных процессов в результате воздействия пылевого фактора, а уменьшение - стадии напряжения в результате развития чрезмерной стресс-реакции. О вероятном напряжении адаптационных возможностей организма свидетельствуют также изменения в системе ПОЛ-АОЗ [13].

При ингаляционном воздействии пыли в течение 70 дней в дозе 0,05 мг/м³ нами выявлено увеличение суммарных первичных продуктов перекисного окисления липидов в 2 раза, суммарных вторичных продуктов перекисного окисления липидов в 1,3 раза по сравнению с контролем. Существенный рост СВП иСПП липоперекисного окисления свидетельствует о том, что кроме ДК и КД происходит образование и других катоболитов, что может существенно ограничивать клеточные механизмы адаптации. Уровень каталазы увеличился в 3 раза по сравнению с контролем, а оксид азота имел тенденцию к повышению.

По литературным данным длительное поступление полиметаллической пыли в организм вызывает активацию макрофагов и процессов фагоцитоза, приводит к усиленному образованию АФК. Увеличение продуктов КД, ДК и высокая активность каталазы связаны с напряжением адаптационных возможностей на уровне целостного организма. Повышение активности каталазы свидетельствует о вероятном изменении состояния тканевых мембран легких под воздействием вредных веществ, находящихся в исследуемой пыли.

При ингаляционном воздействии пыли в течение 4 месяцев в дозе 0,05 мг/м³ имело тенденцию к увеличению количество ДК и СВП. Вместо с тем, уровень основного антиоксидантного фермента каталазы увеличился в 7 раз.

При длительном введении пыли по видимому активизировались помимо ПОЛ и адаптивные системы организма. Отмеченные изменения в ткани легких могут рассматриваться как отражение хронической интоксикации при длительном воздействии малых концентрации пыли. В механизме развития адаптированных и компенсаторных сдвигов на структурном и метаболическом уровне и перехода обратимых метаболических изменений в стойкие нарушения существенная роль принадлежит генерации оксида азота и продуктов перекисного окисления липидов. Интенсификация процессов окислительной деструкции липидов, белков, нуклеиновых кислот является причиной поражения тканей легких.

Список литературы

1.Милишникова В.В., Монаненкова А.М. и др. // Мед.труда и пром. экология.-1995.-№5.-с.30-33

2.Федоров Т.Н., Болдырев А.А., Ганнушкина И.В. // Биохимия.-1999.-Т.64.В. 1. с.94-98

3.Величковский В.Т. // Пульмонология.-1995.-№5.-с.1-8.

4.Кирьянов В.А. и др. // Мед.труда и пром. экология.-20004.-№4.-с.22-26

5.Нестеров Ю.В., Теплый Д.М. // Биомедицинская химия.-2003.-Т.49. -№5.-с.456-462

6.Мотовкин П.А., Гельцер Б.Н. Клинические и экспериментальная патофизиология легких // М.Наука, 1998.

7.Капцов В.А., Суворов С.В., Панкова В.Д., Ратнер Е.М. // Гигиена и санитария.-1997.-№3.-с.15-19

8.Сердюковская Г.Н., Чурьянова М.И. // ВРАМН.-1995. №7.-с.59-64

9.Погуева Л.П., Барков Л.В. и др. // Гиг. и санитария.-1990.-№3.-с.24-26

10.Величковский Б.Т., Фишман Б.Б. // Гигиена и санитария.-2000.-№3.-с.25-28

11.Меньшикова Е.Б., Зенков Н.К. // Усп. совр. биол..-1993.-Т.113. Вып.4.-с.442-445

12.Муравлева Л.Е., Айтпаев Б.К. // Медицина и экология.-1997.-№1.-с.147-151

13.Величковский Б.Т. // Вестн.РАМН.-2001.-№6.- 45-51б.

14.А.С. №939016 ткн А61 м 11/02 СССР Устройства для распыления порошков // Бурханов А.И., Агапкин В.Н., опуб. Бюлл. №24, 1982.-2 б.

15.Волчегорский И.А., Налимов А.Г. и др. //Вопр. мед.химии.-1989.-№1.-с.127-131

16.Корлюк М.А. и др. //Лаб.дело.-1988.-№1.-с.16-18

Размещено на Allbest.ru