Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

ВЛИЯНИЕ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА, КАЛЬЦИЯ, МАГНИЯ И ФТОРА НА ПОКАЗАТЕЛИ КРОВИ И ПОЧЕК БЕЛЫХ КРЫС

Комарова Н.А. 1 Шубина О.С. 1
1 ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный педагогический институт имени М.Е. Евсевьева»
Изучено воздействие повышенного содержания ионов железа, кальция, магния и фтора питьевой воды г. Саранска на показатели крови и почек белых крыс. Анализ крови проводили с помощью морфологических и биохимических методов исследования. Цито- и морфометрия почек белых крыс проводилась с помощью цифрового микроскопа Axio Imager.M2 (ZEISS, Япония) с программным обеспечением для анализа изображений AxioVision SE64 Rel. 4.8.3 и ZEN 2011. Полученные результаты показали, что водопроводная вода не влияет на показатели крови небеременных крыс, в то же время при длительном применении оказывает неспецифическое действие на показатели крови беременных животных. Морфологические и морфометрические изменения почек беременных животных, потреблявших воду г. Саранска, проявляются в виде снижения количества почечных телец, увеличения площади почечного тельца и площади почечного клубочка.
ионы железа
кальция
магния
почки
кровь
1. Булатов В.П., Иванов А.В., Рылова Н.В. Влияние длительного употребления питьевой воды неблагоприятного минерального состава // Педиатрия. – 2004. – № 1. – С. 71-74.
2. Бурлакова Т.И., Зоводова Е.И. Аналитическая записка «Питьевая вода РМ, проблемы, пути решения» // Окружающая среда и здоровье населения : сб. трудов II Всероссийской научно-практической дистанционной интернет-конференции «Окружающая среда и здоровье населения», посвященной 75-летию КГМУ. – Курск : КГМУ, 2010. – С. 13-19.
3. Голубева И.А. Морфофункциональная характеристика лимфоидных органов и стенки тонкой кишки при потреблении вод различного состава. – Новосибирск, 2004. – 42 с.
4. Красовский Г.Н., Егорова Н.А. Гармонизация гигиенических нормативов с зарубежными требованиями к качеству питьевой воды // Гигиена и санитария. – 2005. – № 2. – С. 10-13.
5. Онищенко Г.Г. Окружающая среда и состояние здоровья // Гигиена и санитария. - 2011. - № 3. – С. 3-10.
Проблема чистой питьевой воды становится в последние годы одним из важнейших факторов национальной безопасности в области охраны здоровья населения как за рубежом, так и в Российской Федерации [2; 4; 5]. Подземные воды Республики Мордовия имеют хорошие вкусовые качества, но не совсем безвредны по химическому составу. Отмечается повышенное содержание фтора, железа и общей жесткости в воде [2]. Известно, что постоянное употребление воды с повышенной жесткостью приводит к накоплению солей в организме и в конечном итоге к заболеванию суставов (артриты, полиартриты), образованию камней в почках и желчных путях [1; 3]. Учитывая значение почек как основного экскреторного органа при поддержании вводно-солевого баланса организма, было предпринято сравнительное исследование влияния потребления водопроводной воды г. Саранска с повышенным содержанием ионов железа, кальция, магния на структурно-функциональное состояние данного органа и некоторые показатели крови небеременных и беременных лабораторных животных.

В качестве биологического тест-объекта в работе использовали белых беспородных половозрелых крыс-самок массой 180-200 г. Всего использовано 60 животных. В соответствии с поставленными задачами животные разбивались на группы. Первую (контрольную) группу составили самки, которые потребляли фасованную негазированную питьевую воду «Акваминерале», сбалансированную по содержанию микро- и макроэлементов согласно требованиям СанПина. Вторую (опыт 1) группу составили беременные самки, в качестве питья получавшие питьевую воду «Акваминерале». Третью (опыт 2) группу составили самки, в качестве питья получавшие воду с повышенным содержанием ионов железа, кальция, магния и фтора из центральной системы водоснабжения города Саранска. В четвертую (опыт 3) группу входили беременные крысы, потреблявшие водопроводную воду г. Саранска с повышенным содержанием ионов железа, кальция, магния и фтора.

Эксперимент проводился в летне-осенний период в помещении при температуре 22-25 °С и относительной влажности 67-70%. Животные находились на общем режиме вивария, имели свободный доступ к корму и воде.

Беременность устанавливали, определяя момент спаривания самок, находящихся в состоянии течки. Животные считались беременными с утра того дня, когда во влагалищном содержимом обнаруживали сперматозоиды.

Животные каждой группы забивались на 21-е сутки эксперимента путем декапитации под наркозом эфира с хлороформом с соблюдением принципов гуманности, изложенных в директивах Европейского сообщества (86/609/ЕЕС) и Хельсинкской декларации, и в соответствии с требованиями правил проведения работ с использованием экспериментальных животных.

Материалом исследования служили кровь и почки белых крыс.

В крови животных с помощью морфологических методов определяли количество эритроцитов и лейкоцитов, концентрацию гемоглобина, скорость оседания эритроцитов. Биохимическими методами в сыворотке крови определяли общее количество белка, креатинина и мочевины.

С целью изучения морфологических изменений в организме животных при потреблении питьевой воды «Акваминерале», водопроводной воды с повышенным содержанием ионов железа, кальция, магния и фтора для исследования брались кусочки почки размером 10Х10 мм. Для гистологического исследования материал фиксировали в 10%-ном растворе нейтрального формалина. Зафиксированные образцы после промывки в проточной воде подвергали обезвоживанию путем помещения исследуемого материала в спирты возрастающей концентрации и заливали в парафин по общепринятой методике. Готовили гистологические срезы толщиной 7-10 мкм, окрашивали их гематоксилин-эозином по Ван-Гизону и исследовали с помощью цифрового микроскопа Axio Imager.M2 (ZEISS, Япония) с программным обеспечением для анализа изображений AxioVision SE64 Rel. 4.8.3 и ZEN 2011.

При обзорной микроскопии проводили морфологический анализ структурных тканевых компонентов почек, после чего изучали морфометрические параметры: количество телец в поле зрения, шт., площадь почечного тельца, мкм2, площадь почечного клубочка, мкм2, диаметр проксимального извитого канальца, мкм, диаметр просвета проксимального извитого канальца, мкм, площадь эпителиоцитов канальцев почки, мкм2, и площадь их ядер, мкм2.

Статистическая обработка полученных цифровых данных проводилась с помощью программы FStat и Exel. Проверка статистических гипотез осуществлялась по t-критерию Стьюдента. При оценке статистических гипотез в работе принимались следующие уровни значимости: р≤0,05.

Проведенные морфологические и биохимические исследования показали (табл. 1), что в крови беременных животных, потреблявших воду «Акваминерале», по сравнению с небеременными (контроль) обнаружено увеличение количества эритроцитов на 12,8% (P ≤ 0,05), гемоглобина - на 8,9%, лейкоцитов - на 29,6% (P ≤ 0,05), СОЭ - на 13,3% (P ≤ 0,05), что, вероятнее всего, объясняется физиологическим ответом организма на стимуляцию обмена веществ при беременности.

Снижение концентрации общего белка на 13,3% (P ≤ 0,05) и креатинина в сыворотке крови - на 37,5% (P ≤ 0,05) у беременных крыс (табл. 1) происходит вследствие увеличения объема крови, повышения почечного плазмотока и фильтрации.

Сравнительное исследование крови небеременных крыс (опыт 2), получавших воду г. Саранска, по сравнению с показателями небеременных контрольных крыс показало, что достоверных отличий (P≤0,05) нет, кроме увеличения СОЭ.

Однако показатели крови у беременных крыс (опыт 3) иные. По сравнению с контролем у беременных крыс, потреблявших водопроводную воду г. Саранска (опыт 3), происходит достоверное увеличение эритроцитов на 30,5% (P≤0,05), лейкоцитов - на 51,01% (P≤0,05), гемоглобина - на 21,8%, СОЭ - на 366,7% (P≤0,05), мочевины - на 17,64% (P≤0,05), креатинина- на 37,5% (P≤0,05). Количество общего белка уменьшилось на 21,2% (P≤0,05).

Таблица 1

Показатели крови белых крыс при потреблении воды «Акваминерале» и водопроводной воды г. Саранска с повышенным содержанием ионов железа, кальция, магния и фтора

Показатели

Контроль

Опыт 1

Опыт 2

Опыт 3

Общее количество эритроцитов (×1012/л)

4,52±0,01

5,10±1,06

4,90±0,08

5,90±0,51*

Общее количество лейкоцитов (×109/л)

5,90±0,30

7,65±0,55*

6,10±0,05

8,91±0,94*

Концентрация гемоглобина (г/л)

101,00±9,16

110,00±10,80

110,02±9,28

123,00±9,90*

СОЭ (мм/ч)

1,50±0,08

1,70±0,50

2,00±0,01*

5,50±0,94*

Количество общего белка (г/л)

39,00±3,28

34,50±3,05

36,80±3,29

32,20±2,71

Содержание мочевины (ммоль/л)

5,10±0,76

5,05±0,50

5,60±0,15

6,00±0,09

Содержание креатинина (моль/л)

0,08±0,008

0,05±0,001*

0,09±0,002

0,11±0,043*

Примечание * - P ≤ 0,05 по сравнению с контрольными животными.

Повышение таких биохимических показателей, как уровень креатинина и мочевины в сыворотке крови беременных животных, потреблявших водопроводную воду г. Саранска, может указывать на дисфункцию почек и может оцениваться как ранний признак почечной недостаточности.

Гистологические исследования почек крыс контрольной группы показали, что паренхима почек сохранена. Хорошо прослеживалось корковое и мозговое вещество. Почечные клубочки, окруженные капсулой Боумена-Шумлянского, имеют четкие границы. Проксимальные и дистальные извитые канальцы выстланы кубическим эпителием, содержащим крупные ядра. В просвете почечных канальцев содержимое отсутствует.

При потреблении беременными крысами питьевой воды «Акваминерале» (опыт 1) достоверных отличий от контроля как в гистологической, так и морфометрической картине почек не обнаружено.

Гистологические исследования коркового вещества почек небеременных крыс, получавших водопроводную воду с повышенным содержанием ионов железа, кальция, магния и фтора (опыт 2), обнаружили незначительное расширение капилляров почечных клубочков, их полнокровие. Гистологическая структура проксимальных извитых канальцев сохранена.

Морфометрические исследования показали, что в данной опытной группе (опыт 2) по сравнению с контролем площадь почечного тельца, площадь его клубочка превышают показатели контрольной группы соответственно на 9,98 и 10,66%. Количество почечных телец в поле зрения уменьшается по сравнению с контролем на 4,97%. Диаметр проксимального извитого канальца и его просвета, площадь эпителиоцита и его ядра по сравнению с контролем достоверно не изменяются (табл. 2).

Таблица 2

Морфометрические показатели строения почек белых крыс, потреблявших воду «Акваминерале» и водопроводную воду с повышенным содержанием ионов железа, кальция, магния и фтора

Показатели

Контроль

 

Опыт 1

 

Опыт 2

 

Опыт 3

 

Количество телец в поле зрения, шт.

10,25±1,18

9,80±1,17

9,74±1,06

 

8,90±1,01*

Площадь почечного тельца, мкм2

5849,03±193,65

 

6689,48±321,0*

6430,90±201,25

7060,27±178,14*

Площадь почечного клубочка, мкм2

4079,71±159,16

 

4375,05±149,50

4494,26±154,52

 

5057,33±194,46*

Диаметр проксимального извитого канальца, мкм

32,28±2,60

 

33,09±2,65

 

33,07±1,81

 

35,50±2,87*

 

Диаметр просвета проксимального канальца, мкм

11,93±1,52

 

12,45±0,57

 

12,01±0,30

 

10,87±0,49*

 

Площадь эпителиоцита, мкм2

109,46±2,26

 

117,47±3,27

 

113,82±3,30

 

124,63±10,70

Площадь ядра эпителиоцита, мкм2

31,15±2,89

 

30,18±2,70

 

31,97±2,08*

 

25,89±2,78*

Примечание: *Р≤0,05 по сравнению с животными контрольной группы.

Гистологические изменения почек беременных самок, получавших водопроводную воду (опыт 3), характеризовались формированием гипертрофии клубочков, в которых капиллярные петли расширены, полнокровны. Гистологическая структура канальцев сохранена. Некрозы канальциевого эпителия отсутствуют.

При сравнении показателей морфометрии почечных структур беременных крыс, потреблявших водопроводную воду (опыт 3), с показателями контрольной группы животных выявлено уменьшение количества почечных телец в поле зрения на 13,13% (Р≤0,05), увеличение площади почечных телец и почечных клубочков на 20,70% (Р≤0,05) и 23,98% (Р≤0,05), диаметра проксимального извитого канальца на 10,62%, при этом наблюдается сужение просвета его канальца на 10,12%. Также по сравнению с контрольными животными выявлено увеличение средней площади эпителиоцитов проксимального извитого канальца на 9,49%, уменьшение площади ядра на 16,88% (Р≤0,05).

Таким образом, в результате исследования выявлено, что вода г. Саранска с повышенной жесткостью не оказывает значительного влияния на показатели крови небеременных крыс, в то же время при длительном применении выявляется неспецифическое действие на показатели крови беременных животных.

Длительное использование питьевой воды с повышенным содержанием ионов железа, кальция, магния и фтора беременными самками приводит к качественным изменениям на клеточно-тканевом уровне почек, что проявляется в виде снижения количества почечных телец, увеличения площади почечного тельца и площади почечного клубочка.

Работа проводилась при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках государственного задания ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный педагогический институт имени М.Е. Евсевьева» (проект «Влияние антропогенных факторов на морфофункциональное состояние организма»).

Рецензенты:

Федотова Г.Г., д.б.н., профессор кафедры теории и методики физической культуры и спорта ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный педагогический институт имени М.Е. Евсевьева», г. Саранск.

Власова В.П., д.б.н., профессор кафедры теории и методики физической культуры и спорта ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный педагогический институт имени М.Е. Евсевьева», г. Саранск.


Библиографическая ссылка

Комарова Н.А., Шубина О.С. ВЛИЯНИЕ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА, КАЛЬЦИЯ, МАГНИЯ И ФТОРА НА ПОКАЗАТЕЛИ КРОВИ И ПОЧЕК БЕЛЫХ КРЫС // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 5.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=14629 (дата обращения: 08.12.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074