Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

THE INFLUENCE OF CHEMICAL POLLUTION ON THE CONDITION OF RED BLOOD CELLS

Khisamov E.N. 1 Enikeev D.A. 1 Enikeev O.A. 1 Idrisova L.T. 2
1 Bashkirian State Medical University
2 National in the Russian peoples ' friendship University of Minzdrav of Russia
The aim of the present study was to study the reaction of the red blood mammals in the action himicheskih factors of low intensity environment. This was selected from PITOMNIK healthy adult rabbits breed "Chinchilla" and placed in different areas of the Republic of Bashkortostan (RB). Rabbits staying in the nursery (Gorny Chishminsky area RB) 65 km to the South from Ufa against "rose" was used as a control. The observation was conducted over three months. For field experiments were selected in various localities with different levels of chemical contamination of the environment. By the end of observation in end experiments when animals stay in the environment of chemical contamination were statistically significant changes in some erythrocyte indices of a negative character. These changes in different places had degree. In the cities of Belarus with developed chemical and petrochemical industry there was a significant decrease in the number of erythrocytes, the average value of erythrocyte sedimentation rate, the average concentration of hemoglobin in 1 erythrocyte (gram/liter.) and a slight increase in mean volume of erythrocytes, concentration of reticulocytes, which together pointed to the manifestation of moderately expressed anemia. The extent of these changes are to a large extent determined in the cities of Ufa and Ishimbai and to a lesser extent in Belebey and village "pottery Workshop". Of interest is the different values from the hemoglobin of the blood in animals during the full-scale experiments. Thus, the increase in the average content of hemoglobin in 1 erythrocyte (picogramme) was accompanied by a decrease in average concentration of hemoglobin in one erythrocyte 1 (gram/liter.) and while the absence of significant changes in the total amount of hemoglobin in the circulating blood (grams / liter). Such bi-directional shifts, probably due to toxic effect of chemical factors of low intensity environment on enzymatic processes for the synthesis of the respiratory pigment, and the relative strengthening of the process of erythrodieresis compared to polycythemia.
chemical pollution of the environment
change eritrea
experiment
Republic of Bashkortostan

Целью исследования явилось изучение реакции красной крови кроликов в условиях пребывания в среде загрязнения окружающей среды химическими факторами малой интенсивности в различных районах Республики Башкортостан (РБ). При этом ставились следующие задачи:

  1. Выявить возможные сдвиги со стороны красной крови животных в условиях пребывания после питомника в городской среде с различной степенью загрязнения окружающей среды химическими факторами малой интенсивности.
  2. Провести дифференцированный анализ различных показателей красной крови животных, находившихся в городах Уфа, Ишимбай, Белебей в продолжение трех месяцев.
  3. Изучить особенности изменений показателей красной крови кроликов в условиях пребывания после питомника в загородной зоне – в 7 км от промышленных предприятий г. Уфы в течение трех месяцев.

Материал и методы исследования

Материалом исследования были здоровые половозрелые кролики (самцы) шестимесячного возраста с массой тела 5-6 кг породы шиншилла, в количестве 50, из питомника, расположенного в поселке Горный Чишминского района РБ. В процессе исследования животные находились в течение 3 месяцев (декабрь, январь, февраль) в различных населенных пунктах РБ с разным уровнем загрязнения среды – гг. Уфа, Ишимбай, Белебей [1], а также поселок, так называемый Цех Керамики Благовещенского района, в каждой группе числом 10. Животные содержались в деревянных клетках в холодных сараях. Кормление осуществлялось местными растительными продуктами: овощи, сено, солома, отруби. В качестве питья был использован снег.

Исследование крови проводилось общепринятыми методами, в том числе с использованием гематологического анализатора. Статистическая обработка полученных цифровых данных осуществлялась параметрически по программе М. О. Exсel «Статистика», с определением достоверности различий по t-критерию Стьюдента.

Результаты исследования и их обсуждение

Изучение состояния красной крови кроликов после пребывания 90 суток в различных районах Республики Башкортостан проводилось путем определения количественных параметров эритроцитов, ретикулоцитов, а также гемоглобина. Так, среднее количество эритроцитов (RBC) животных в условиях пребывания в питомнике поселка Горный Чишминского района в 60 км от г. Уфы составляло 4,7 х1012 /л, что соответствует нормальному уровню для данного гематологического показателя [2-6] (таблица). При пребывании кроликов в населенных пунктах, где отмечено химическое загрязнение окружающей среды, установлено статистически значимое снижение данного показателя. Среднее значение количества эритроцитов кроликов в поселке Цех Керамики равнялось 4,3 х1012/л, в г. Белебей – 4,2 х1012/л, в г. Уфа - 4,1 х1012/л, в г. Ишимбай - 4,1 х1012/л. Следовательно, в поселке Цех Керамики, где отсутствуют промышленные предприятия, но он находится незначительном расстоянии (около 7 км) от промышленной зоны г. Уфы, уже определяется некоторый негативный сдвиг со стороны количества эритроцитов. Максимальное снижение количества эритроцитов отмечено в гг. Уфа и Ишимбай, где зарегистрировано завышение ПДК многих химических соединений – загрязнителей окружающей среды [1]. Промежуточное положение занимало среднее значение количества эритроцитов у животных, которые пребывали в г. Белебей, где также имеются промышленные предприятия.

Параллельно анализировалось среднее значение объема эритроцитов (МСV) кроликов в условиях пребывания в населенных пунктах с различным уровнем загрязнения среды. Так, данный параметр в поселке Горный равнялся 61,3 мк куб., что соответствует норме для данного гематологического показателя [2; 3], в поселке Цех Керамики - 63,9 мк куб., в г.Белебей – 64,8 мк куб., в г. Уфа – 67,5 мк куб., в г. Ишимбай – 67,1 мк куб. (таблица). Таким образом, повышение среднего объема эритроцитов происходило в обратно пропорциональном порядке к снижению количества эритроцитов, что отражает, с одной стороны, увеличение относительного содержания более крупных эритроцитов (макроцитоз), а с другой - тенденцию к изменению от состояния планоцитоза к состоянию сфероцитоза, то есть к сдвигу к менее благоприятной морфологической форме с точки зрения относительного размера площади функционирующей поверхности эритроцитов.

Сводные показатели красной крови кроликов

(М±m; n-10; *-Р< 0,05 в сравнении с данными п. Горный) 

Показатели эритрона

пос. Горный

пос. Цех

Керамики

 

г. Белебей

 

г. Уфа

 

г. Ишимбай

RBC - количество эритроцитов

(х1012/л)

4,7±0,07

4,3±0,06*

4,2±0,08*

4,1±0,06*

4,1±0,08*

HG В -

содержание гемоглобина в крови (г/л)

118,9±2, 19

113,4±2,23

114,7±2,10

112,5±2,11

111,6±2,17

НСТ -

гематокрит (%)

 

29,1±0,25

 

25,8±0,21*

 

24,6±0,19*

 

23,1±0,20*

 

23,4±018*

MCV -

средний объем эритроцитов (мк куб.)

 

61,3±1,12

 

63,9±1,20*

 

64,8±1,21*

 

67,5±1,27*

 

67,1±1.31*

МСН - среднее содержание гемоглобина в 1 эритроците (pg. в пикограммах)

 

25,3±0,66

 

26,4±0,61

 

27,3±0,64*

 

27,4±0,61*

 

27,2±0,59*

МСНС - средняя концентрация гемоглобина в 1 эритроците

(грамм/литр)

 

325,7±6,66

 

294,1±6,77*

 

289,5±6,74*

 

269,3±6,81*

 

266,1±6,87*

RDW - диапазон разности объема эритроцитов

11,2±0,47

11,9±0,49*

13,2±0,51*

14,8±0,59*

14,9±0,61*

Количество ретикулоцитов (%о)

30,5±0.8

35,3±0,9*

36,6±1,1*

38,5±1,2*

37,9±0,9*

Ретикулоциты (абсолютное количество х100/л)

 

11,4±0,21

 

15,0±0,22*

 

15,4±25*

 

15,7±0,26*

 

15,5±0,24*

СОЭ -

скорость оседания эритроцитов (мм/час)

 

14,4±0,23

 

13,9±0,21*

 

12,6±0,19*

 

11,7±0,21*

 

11.5±0,19*

 

 

Одновременно изучалось возможное изменение показателя гематокрита (НСТ). При этом было установлено, что среднее значение гематокрита крови кроликов из питомника в поселке Горный соответствовало 29,1%. В остальных населенных пунктах отмечалось снижение среднего значения данного параметра: в поселке Цех Керамики - 25,8%, в г. Белебей – 24,6%, в г. Уфа – 23,1%, в г. Ишимбай – 23,4% (таблица). Полученные сдвиги со стороны показателя гематокрита, вероятно, связаны с фактом снижения количества эритроцитов у животных в условиях пребывания их в среде загрязнения химическими факторами малой интенсивности.

Исследование скорости оседания эритроцитов (СОЭ) крови кроликов в разных районах Республики Башкортостан выявило вполне определенные сдвиги, очевидно, в зависимости от интенсивности загрязнения окружающей среды химическими факторами малой интенсивности. Так, в поселке Горный у кроликов из питомника среднее значение СОЭ составляла 14,4 мм/час. В других регионах, в частности у кроликов в поселке Цех Керамики, показатель СОЭ в среднем равнялся 15,9 мм/час, в г. Белебей – 16,6 мм/час, в г. Уфа – 17,7 мм/час, в г. Ишимбай – 17,5 мм/час (таблица).

Заслуживают внимания изменения и со стороны показателей гемоглобина крови. Незначительные сдвиги общего содержания гемоглобина в крови в г/л у животных, пребывающих в условиях химического загрязнения окружающей среды, по сравнению с аналогичными показателями кроликов, находящихся в питомнике, не представляли статистически значимый характер. Так, у животных в поселке Горный содержание гемоглобина крови (HGB) в среднем равнялось 118,9 г/л, что соответствует нормальному уровню для данного гематологического показателя. Среднее значение данного параметра у животных, находящихся в поселке Цех Керамики, составляло 113,4 г/л, в г. Белебее – 114,7 г/л, в г. Уфе – 112,5 г/л, в г. Ишимбае – 111, 6 г/л (таблица).

Из ряда эритроцитарных индексов нами применялась также и средняя концентрация гемоглобина в 1 эритроците в г/л (MCHC – mean corpuscular hemoglobin concentration), демонстрирующая плотность распределения гемоглобина по эритроцитам, значит функциональную полноценность форменного элемента. Во время наших исследований со стороны МСHС были получены следующие цифровые данные: в поселке Горный значение МСHС равнялось 325,7 г/л, в поселке Цех Керамики - 294,1 г/л, в г. Белебей - 289,5 г/л, в г. Уфа - 269,3 г/л, в г. Ишимбай – 266,1 г/л (таблица).

При сопоставлении количественных данных у животных, находящихся в питомнике (поселок Горный), с аналогичными показателями у кроликов, которые содержались в других местах, имеющиеся изменения носили статистически значимый характер. Снижение средних величин МСHС у животных, пребывающих в среде химического загрязнения, очевидно, обусловлено, с одной стороны, с относительной эритроцитопенией, как вследствие преобладания эритродиэреза над эритроцитопоэзом, а с другой - относительной гипохромией и макроцитозом.

В качестве дополнения к общей характеристике гемоглобина крови в процессе натурных опытов использовался следующий показатель – среднее содержание гемоглобина в 1 эритроците в пикограммах – MCH (mean corpuscular hemoglobin). Этот эритроцитарный индекс показывает также среднюю массу гемоглобина в 1 эритроците, только в пикограммах.

Эритроцитарный индекс МСН у животных питомника в поселке Горный в среднем составлял 25,3 pg, а в поселке Цех Керамики - 26,4, в г. Белебей - 27,3 pg, в г. Уфа - 27,4 pg, в г. Ишимбай - 27,2 pg (таблица). Следовательно, среднее значение данного показателя повысилось при пребывании животных в городской среде и одновременно отражало повышение цветового показателя крови.

Также было отмечено, что в условиях химического загрязнения среды наступает снижение осмотической стойкости  эритроцитов, среднего гистохимического коэффициента (СГК) гемоглобина и повышение значения цветового показателя и числа эритроцитов с микроядрами.

Чтобы иметь более полное представление об изменениях в процессе натурных опытов, необходимо проанализировать состояние некоторых показателей гемопоэза. Так, среднее числовое значение ретикулоцитов из расчета на тысячи эритроцитов в периферической крови у животных в питомнике (в поселке Горный) составило 30,5%о, в поселке Цех Керамики - 35,3%о, в г. Белебей 36,6%о, в г. Уфа - 38,5%о, в г. Ишимбай - 37,9%о. (таблица). Повышение процентного содержания ретикулоцитов крови у кроликов, содержавшихся в населенных пунктах в условиях химического загрязнения среды, очевидно, связано с усилением эритроцитопоэза в ответ на неблагоприятное воздействие опосредованно через механизм создания гипоксического состояния организма.

Параллельно в процессе работы было подсчитано абсолютное количество ретикулоцитов в объеме крови. Так, среднее значение абсолютного количества   ретикулоцитов на объем периферической крови у животных в питомнике (в поселке Горный) составило 11,4 х1010,  в поселке Цех Керамики  15,0 х1010,    в г. Белебей 15,4 х1010,   в г. Уфа - 15,7 х1010,    в г. Ишимбай - 15,5 х1010  (таблица).

Итак, два приведенных выше эритроцитарных индекса подвержены изменениям однотипного характера. В первом и во втором видах измерения происходило повышение средних числовых значений у животных, содержавшихся в условиях химического загрязнения среды.

Следовательно, в условиях негативного воздействия загрязнения окружающей среды химическими факторами малой интенсивности на организм животных эритрон испытывает функциональное напряжение, проявляет свойства, направленные на адаптацию к новым условиям, компенсации результатов отрицательного воздействия [6]. Таким образом, показатели эритроцитов в разных районах Республики Башкортостан имели неодинаковый характер. У животных, содержавшихся в пос. Горный, они оказались в пределах нормы. Однако в других местностях, где имело место загрязнение окружающей среды химическими факторами малой интенсивности, со стороны красной крови наблюдались достоверные сдвиги негативного характера. Наблюдаемые при этом изменения проявились не в виде непосредственного острого или хронического отравления отдельными химическими факторами малой интенсивности в окружающей среде, а их суммарным действием на организм. Вполне очевидно комплексное воздействие на организм химических загрязнителей окружающей среды, при котором возможно усиление влияния уже имеющихся химических соединений в комбинации друг с другом, а также появление дополнительно новых форм воздействия. В результате проведенных исследований была установлена умеренно выраженная эритроцитопения. При этом прослеживалась зависимость между уровнем снижения количества эритроцитов и степенью химического загрязнения окружающей среды. Например, более выраженное снижение числа эритроцитов наблюдалось в городах с развитой нефтехимической промышленностью (Уфа, Ишимбай), чем в поселке Цех Керамики, где отсутствуют промышленные предприятия. Наблюдаемая умеренная эритроцитопения, очевидно, является результатом гипоксического состояния организма, когда процесс эритродиэреза преобладает над эритроцитопоэзом вследствие повышения кислородотранспортной функции красной крови в условиях пребывания животных в среде химического загрязнения. Естественно, при остром или хроническом отравлении химическими реагентами в лабораторных условиях негативные биохимические и морфологические изменения  в эритроцитах приводят в совокупности к анемическому синдрому [2]. Однако механизм комплексного действия на организм химических факторов малой интенсивности окружающей среды, вероятно, отличается от патофизиологической картины, наблюдаемой в лабораторных опытах. При этом проявляются в большей степени неспецифические признаки взаимодействия организма и негативных факторов среды, которые в большей степени укладываются в представление долговременной фенотипической адаптации организма в условиях  неблагопрятной среды [6]. Такая концепция подтверждается и негативными изменениями других показателей  при воздействии на организм химических факторов окружающей среды. Так, было установлено снижение осмотической стойкости эритроцитов в параллельной зависимости от уровня загрязнения среды, например в г. Уфе и пос. Цех Керамики. С точки зрения теории долговременной адаптации организмов в условиях действия негативных факторов снижение осмотической стойкости эритроцитов указывает на стадию дезадаптации и одновременно отражает причину пребладания эритродиэреза над эритроцитопоэзом - падение резистентности  эритроцитов. В эту картину укладывается увеличение средних размеров эритроцитов, которое отражает кризисную ситуацию в кроветворении, в частности раздражение красного ростка гипоксией.

Выводы

  1. Умеренное снижение количества эритроцитов в объеме периферической крови у животных в условиях пребывания в среде химического загрязнения в течение трех месяцев отражает преобладание в определенной степени процесса эритродиэреза над эритроцитопоэзом.
  2. Увеличение числовых показателей со стороны ретикулоцитов крови у животных в процессе натурных опытов указывает на раздражение красного ростка в костном мозге в ответ на гипоксическое состояние, обусловленное отрицательным воздействием среды на организм.
  3. Увеличение среднего объема эритроцитов при пребывании животных в среде химического загрязнения связано в определенной степени с относительным ретикулоцитозом в крови и отражает активацию эритроцитопоэза.