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:
- 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.
- Провести дифференцированный анализ различных показателей красной крови животных, находившихся в городах Уфа, Ишимбай, Белебей в продолжение трех месяцев.
- 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/л, в поселке Цех Керамики 15,0 х1010/л, в г. Белебей 15,4 х1010/л, в г. Уфа - 15,7 х1010/л, в г. Ишимбай - 15,5 х1010/л (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
- 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.
- 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.
- Увеличение среднего объема эритроцитов при пребывании животных в среде химического загрязнения связано в определенной степени с относительным ретикулоцитозом в крови и отражает активацию эритроцитопоэза.