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

ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ СРЕДЫ НА СОСТОЯНИЕ ЭРИТРОЦИТОВ

Хисамов Э.Н. 1 Еникеев Д.А. 1 Еникеев О.А. 1 Идрисова Л.Т. 2
1 ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет Минздрава России»
2 ФГБОУ ВО «Российский университет дружбы народов Минздрава России»
Целью в настоящем исследовании ставилось изучение реакции красной крови млекопитающих при действии химических факторов малой интенсивности окружающей среды. Для этого были отобраны из питомника здоровые взрослые кролики породы шиншилла и помещены в разные районы Республики Башкортостан (РБ). Кролики, пребывающие в питомнике (в поселке Горный Чишминского района РБ) в 65 км к югу от г. Уфы против розы ветров были использованы в качестве контроля. Наблюдение велось в течение трех месяцев. Для натурных опытов были выбраны различные населенные пункты с разным уровнем химического загрязнения окружающей среды. К концу наблюдения в натурных опытах при пребывании животных в среде химического загрязнения были установлены статистически значимые изменения ряда эритроцитарных индексов негативного характера. Эти изменения в разных местах имели неодинакую степень. В городах РБ с развитой химической и нефтехимической промышленностью отмечалось статистически значимое снижение количества эритроцитов, среднего значения скорости оседания эритроцитов, средней концентрации гемоглобина в 1 эритроците (грамм/литр) и некоторое повышение значений среднего объема эритроцитов, концентрации ретикулоцитов, которые в совокупности указывали на проявление умеренно выраженного анемического синдрома. Степень перечисленных изменений в большой степени определялась в городах Уфе и Ишимбае и в несколько меньшей степени в г. Белебее и пос. Цех Керамики. Представляют интерес разные показатели со стороны гемоглобина крови у животных в процессе натурных опытов. Так, повышение среднего содержания гемоглобина в 1 эритроците (в пикограммах) сопровождалось понижением средней концентрации гемоглобина в одном эритроците (грамм/литр) и при одновременном отсутствии достоверного снижения общего количества гемоглобина в циркулирующей крови (грамм/литр). Такие разнонаправленные сдвиги, вероятно, обусловлены токсическим действием химических факторов малой интенсивности окружающей среды на ферментативные процессы синтеза дыхательного пигмента, а также относительным усилением процесса эритродиэреза по сравнению эритроцитопоэом.
эксперимент
Республика Башкортостан
химическое загрязнение среды
изменение эритрона
1. Государственный доклад о состоянии природных ресурсов и окружающей среды Республики Башкортостан за 2015 г. – Уфа, 2016. - 356 с.
2. Аббасов Т.Г. Морфологические и биохимические показатели крови кроликов при отравлении дельсектом / Т.Г. Аббасов, С.Е. Шерешкова // Проблемы ветеринарной санитарии и экологии: сб. науч. тр. – М., 2000. - Т. 109. - С. 3-9.
3. Ноздрин Г.А. Морфологические и биохимические показатели у кроликов при применении пробиотического препарата Велес 6.59 / Ноздрин Г.А., Громова А.В., Иванова А.Б. и др. // Достижения науки и техники АПК. - 2012. - № 10. - С. 53-55.
4. Омельченко Н.Н. Использование пробиотиков в профилактике болезней кроликов / Омельченко Н.Н., Лысенко А.А., Омельченко Н.А., Остапчук Д.В. // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2015. - N 53. - С. 47.
5. Петрова Н.А. Влияние пробиотиков на показатели крови кроликов / К.А. Сидорова, К.С. Есенбаева, Н.А. Петрова, А.А. Бекташева // Вестник Тюменской государственной сельскохозяйственной академии. Вып. 1. – Тюмень, 2007. - С. 162-163.
6. Хисамов Э.Н., Еникеев Д.А., Кашапова Р.А. Показатели крови млекопитающих в условиях химического загрязнения окружающей среды в сельской местности. - Уфа: Изд-во БГМУ, 2013. - 136 с.

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.

Библиографическая ссылка

Хисамов Э.Н., Еникеев Д.А., Еникеев О.А., Идрисова Л.Т. ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ СРЕДЫ НА СОСТОЯНИЕ ЭРИТРОЦИТОВ // Современные проблемы науки и образования. – 2017. – № 4.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=26677 (дата обращения: 07.12.2019).


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