8.3.1 Особенности состояния эритроцитов крови при воздействии химиче­ского загрязнения окружающей среды

Данные, полученные в результате исследования состава крови в динами­ке, раскрывают определенные закономерности реакции организма млекопи­тающих на химическое загрязнение окружающей среды. Как в ИЗР, так в УЗР были выявлены достоверные изменения гематологических по­казателей (р<0,05). В ОЧР отмечались лишь небольшие статистически незна­чимые колебания со стороны показателей периферического состава крови.

Анализ показателей красной крови выявил вполне определенную тенден­цию, указывающую на анемизацию в условиях химического загрязнения окру­жающей среды. Изменения количества эритроцитов у животных, содержащихся в ИЗР, носили фазовый характер. Так, в исходном состоянии содержание эритроцитов в среднем равнялось 5,2±0,15x10¹²/л, а на 15, 30, 60, 90-е сутки составляло 4,7±0,16х10¹²/л; 4,5±0,12х10¹²/л; 4,2±0,13х10¹²/л; 3,9±0,15х10¹²/л. соответственно.

Следовательно, на 15-е сутки от начала исследования количество эритро­цитов резко снижалось. В дальнейшем наблюдалось плавное снижение количе­ства эритроцитов, с максимально выраженным изменением их числа к концу срока наблюдений. Количество эритроцитов в крови у кроликов в УЗР по мере продолжения исследований снижалось постепенно. Если в исходном состоянии этот показатель в среднем равнялся 5,2±0,14х10¹²/л, то на 15, 30, 60, 90 сутки, соответственно, 4,9±0,17х10¹²/л; 4,7±0,16х10¹²/л; 4,5±0,13х10¹²/л; 4,2±0,15х10¹²/л. Очевидно, что снижение количества эритроцитов в крови ис­следуемых животных было обусловлено воздействием химического загрязне­ния окружающей среды. Негативное влияние факторов окружающей среды, обуславливающее тканевую гипоксию, по механизму обратной связи должно стимулировать синтез эритропоэтинов и, соответственно, вызвать усиление эритропоэза. Для подтверждения данного предположения нами изучалось состояние ретикулоцитов крови. При этом у животных, находящихся в УЗР и ИЗР, был выявлен ретикулоцитоз.

У кроликов в ОЧР исходное количество ретикулоцитов в среднем составляло 30,5±0,91%. На 15, 30, 60, 90-е сутки опыта этот показатель равнялся, соответственно, 31,5±0,89 %; 29,8±0,96%; 29,1±0,93%. Очевидно, что увеличение количества ретикулоцитов происходило прямолинейно. Через 15 суток нами выявлено нарастание количества ретикулоцитов и эта тенденция сохранялась до конца исследования. У животных в УЗР исходное количество ретикулоцитов составляло 29,9±0,97 %. На 15, 30, 60, 90-е сутки опыта этот показатель равнялся, соответственно, равнялся 31,6±0,95; 32,1±0,96; 32,9±0,94; 33,8±0,98%, что указывает на равномерное повышение числа ретикулоцитов. У животных, находящихся в ИЗР, исходные показатели количества ретикулоцитов в среднем были равны 29,9±0,89 %. На 15, 30, 60, 90-е сутки наблюдения нами было обнаружено плавное нарастание этого показателя, который равнялся 31,5±0,91; 32,8±0,87; 33,6±0,90; 34,7±0,92% соответственно.

Сопоставление диаграммы концентрации ретикулоцитов крови у кроли­ков в ОЧР, УЗР и ИЗР, показало, что пик кривой по числу ретикулоцитов крови во всех трех изучаемых районах приходился на 15-е и 90-е сутки исследований. Следовательно, в наших экспериментах было обнаружено нарастание концен­трации ретикулоцитов вплоть до 90-х суток, в ОЧР (от 30,5±0,91 до 29,1±0,93%), в УЗР (от 29,9±0,97 до 33,8±0,98%) и в ИЗР (от 29,9±0,89 до 34,7±0,92%). Все это, в условиях дефицита количества эритроцитов, являет­ся отражением механизмов повреждения и защиты системы крови в условиях химического загрязнения окружающей среды. При экстремальных воздействи­ях на организм саморегулирующая система крови формирует защитно-приспособительную реакцию, которая подчиняется ряду общих законов разви­тия. Среди этих законов важнейшим является то, что в условиях нормального течения саморегулирующихся процессов сила максимально возможных защит­ных приспособлений организма всегда должна быть больше, чем сила макси­мально возможного отклонения данного конечного приспособительного эффек­та от константного уровня. Вторым, важным законом, обес­печивающим приспособление организма к стрессорным факторам, является за­кон опережающего отражения действительности. Эта закономерность, при по­следовательном влиянии любого агента внешнего мира на живую материю, может стать сигналом этой конечной жизненно важной реакции, которой замы­кается ряд последовательных воздействий.

Значительное увеличение концентрации ретикулоцитов в крови может быть вызвано и продолжительностью воздействия химических загрязнителей на организм животных. Однако, было отмечено, что наиболее высокое содержание в крови ретикулоцитов во время опытов соответствует меньшему количеству эритроцитов, что не ком­пенсирует его дефицита. Это, очевидно, связано с тем, что в условиях выра­женной эритроцитопении в организме развивается гипоксия, которая в свою очередь стимулирует эритроцитопоэз.

Таким образом, оценивая и обобщая вышеизложенные результаты иссле­дования состава красной крови, следует отметить, что:

• в результате пребывания животных в районах химического загрязнения ок­ружающей среды развивалась тканевая гипоксия, что вызывало усиление кислородно-транспортной функции циркулирующей крови;

• накопление продуктов распада эритроцитов стимулировало эритроцитопоэз.

У животных, содержащихся в УЗР, на 15-е сутки выявлено усиление эритроцитопоэза, что привело к восстановлению количества эритроцитов до исход­ного уровня. У животных в ИЗР, очевидно, эритродиэрез преобладал над эритроцитозом, что и привело к прогрессивному падению количества эритроцитов.

В ходе эксперимента также изучался объем эритроцита. У животных в УЗР исходный показатель составлял 71,6±2,1 мкм³ , а затем наблюдалась тен­денция к его уменьшению, на 15, 30, 60, 90-е сутки (68,9±1,9 мкм³; 67,8±1,8 мкм³; 64,4±2,2 мкм;³ 63,8±2,3 мкм³ соответственно). В ИЗР изменения в показа­телях среднего объема эритроцита имели такой же характер, но диапазон коле­баний был более выраженным (от 71,1±1,95 мкм³ до 59,1±1,92 мкм³).

У животных в ОЧР средний объем эритроцита в процессе исследования изменялся волнообразно. Он носил фазовый характер, т.е. вначале опыта имелась тенденция к повышению, затем к снижению, и снова к повышению показателя к концу исследования (до опыта 70,6±1,93 мкм³, на 15, 30, 60, 90-е сутки – 73,1±1,88 мкм³; 68,9±1,96 мкм³; 71,5±1,78 мкм³; 69,1±1,97 мкм³ соответственно).

Наряду с изучением среднего объема эритроцитов мы рассматривали и величину разброса эритроцитов по объему. Так у животных, содержащихся в ОЧР, исходный показатель величины разброса эритроцитов по объему состав­лял 38,6±1,22 мкм³, на 15, 30, 60, 90-е сутки он равнялся 39,1±1,25 мкм³; 37,8±1,21 мкм³; 38,1±1,24 мкм³; 39,3±1,26 мкм³ соответственно.

У животных в УЗР исходный показатель величины разброса эритроцитов по объему был равен 38,7±0,98 мкм³, на 15, 30, 60, 90-е сутки 41,2±0,89 мкм³; 43,1±1,12 мкм³; 44,8±1,05 мкм³; 46,3±1,09 мкм³ соответственно. Животные в ИЗР имели исходный показатель величины разброса эритроцитов по объему 38,5±1,23 мкм³; на 15, 30, 60, 90-е сутки 39,9±1,25; 45,7±1,26; 48,2±1,22; 49,3±1,24 мкм³ соответственно. Таким образом, у кроликов, со­держащихся, в УЗР и в ИЗР по мере продолжения исследования величина раз­броса эритроцитов по объему увеличивалась, что, по-видимому, носило ком­пенсаторный характер, и было направлено на увеличение общей функциони­рующей поверхности эритроцита. У животных в ОЧР наблюдался фазовый ха­рактер и тенденция к волнообразному изменению показателя величины разбро­са эритроцита по объему.

В процессе эксперимента нами изучен так же показатель гематокрита, указывающий на общий объем эритроцитов. У животных в ОЧР показатель гематокрита изменялся волнообразно, т.е. вначале исследования имелась тенден­ция к повышению, затем к понижению показателя в конце исследования (ис­ходный показатель равнялся 39,5±1,21%, на 15, 30, 60, 90-е сутки 41,5±1,17; 38,9±1,22; 42,1±1,24; 39,4±1,19%, соответственно).

Величина гематокрита у животных, содержащихся в УЗР, имела тенден­цию к уменьшению от исходного значения, равного 40,1±1,12% в относитель­ных единицах. На 15,30, 60, 90-е сутки – 39,3±1,09; 38,3±1,14; 37,7±1,11; 36,4±1,15%, соответственно. Наблюдение за животными в ИЗР также указыва­ло на снижение показателя гематокрита, по сравнению с исходными данными от 40,1±1,22 до 38,5±1,24% на 15-е сутки исследования. Далее, на 30, 60, 90-е сутки этот показатель составлял 36,9±1,23; 34,1±1,25; 32,9±1,24%. Таким образом, у животных, находящихся в районах химического загряз­нения окружающей среды (УЗР и ИЗР) наблюдалось снижение показателя ге­матокрита, начиная с 15-х суток и до конца исследования.

Снижение показателя гематокрита у животных в УЗР и ИЗР было, оче­видно, обусловлено наблюдаемой в период всего исследования эритроцитопенией. Таким образом, обнаруженные при морфометрии эритроцитов сдвиги, сводились к следующему:

- в ИЗР у животных начиная с 15-х суток и на протяжении всего исследова­ния отмечалось достоверное снижение показателя гематокрита и среднего объема эритроцита (р<0,05). Эти сдвиги, безусловно, указывают на преоб­ладание фазы эритродиэреза над эритроцитопоэзом, процесса деструкции над репарацией. Аналогичные изменения были выявлены и у животных, находящихся в УЗР однако они были менее значимыми;

- наряду с понижением показателей гематокрита и среднего объема эрит­роцита, величина разброса эритроцитов по объему имела тенденцию к повыше­нию как в УЗР, так и в ИЗР пребывания животных, однако в УЗР диапазон изменений был менее значительным.

Таким образом, изменение величины разброса эритроцитов по объему указывало на увеличение общей поверхности эритроцита в условиях негативно­го воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды и носило ком­пенсаторный характер.

Изучение содержания гемоглобина в условиях негативного воздействия химических факторов окружающей среды выявило снижение показателя к кон­цу исследования. Так, у животных, содержащихся в ОЧР, исходный уровень концентрации гемоглобина составлял 112,3±2,7 г/л, на 15, 30, 60, 90- е сутки этот показатель, равнялся 113,2±3,1; 114,8±3,3; 110,8±2,8; 113,11±3,4 г/л соответственно. В УЗР, исходный уровень концентрации гемоглобина рав­нялся 114,3±2,5 г/л. На 15, 30, 60, 90-е сутки 111,8±2,6; 108,9±2,4; 103,8±2,7; 98,9±2,6 г/л соответственно. У животных, содержавшихся в ИЗР, имелась тенденция к плавному снижению содержания гемоглобина (113,1 ±2,8 г/л в начале исследования, на 15,30,60,90-е сутки, соответственно, 109,2±3,1; 107,8±2,9; 102,8±2,6; 96,2±2,7 г/л).

Параллельно со средним значением концентрации гемоглобина в 1 эрит­роците, нами было исследовано среднее содержание гемоглобина. Так, у жи­вотных, содержащихся в ОЧР, исходный уровень среднего содержания гемо­глобина в 1 эритроците составлял 18,4±0,33 pg, на 15, 30, 60, 90-е сутки показа­тель равнялся 17,7±0,41 pg; 19,3±0,38 pg; 18,9±0,38 pg; 17,9±0,31 pg; в УЗР ис­ходный показатель был равен 18,3±0,36 pg, на 15, 30, 60, 90-е сутки - 17,9±0,34 pg; 17,5±0,38 pg; 16,4±0,35 pg; 16,8±0,37 pg. соответственно.

У животных, содержащихся в УЗР, исходный уровень среднего содержа­ния гемоглобина в 1 эритроците составлял 18,9±0,31 pg, на 15, 30, 60, 90- е су­тки был равен 17,5 ±0,29 pg; 16,3±0,33 pg; 15,9±0,32 pg; 15,1±0,38 pg. Исходный уровень средней концентрации гемоглобина в 1 эритроците у животных, содержащихся в ОЧР, составлял 27,9±0,79 pg, на 15,30,60,90-е сутки равнялся 26,5±0,88 pg; 28,8±0,79 pg; 27,7±0,86 pg; 29,8±0,87 pg. соответственно.

В УЗР исходный уровень составлял 28,1 ±0,79 pg, на 15,30,60,90-е сутки равнялся 27,4±0,78 pg; 26,9±0,72 pg; 26,1±0,76 pg; 26,6±0,71 pg. соответственно. У жи­вотных, содержащихся в ИЗР, в течение всего эксперимента наблюдалось плав­ное снижение среднего содержания гемоглобина в 1 эритроците (от 18,4±0,31pg в начале опыта и до 15,1 ±0,3 pg. в конце исследования), также линейно снижа­лась средняя концентрация гемоглобина в 1 эритроците (от 27,8±0,79 pg. в на­чале опыта и до 25,3±0,76 pg. в конце исследования).

Таким образом, изучение состояния гемоглобина в условиях негативного воздействия химических факторов окружающей среды выявило неоднозначные изменения. Так, со стороны средней концентрации гемоглобина в 1 эритроците, существенных изменений во всех исследуемых районах не было обнаружено. Сдвиги показателя на 15-е и 90-е сутки носили достоверный характер (р<0,05). Сопоставление данных среднего содержания гемоглобина в 1 эритроците по­зволило заключить:

• у животных содержащихся, в УЗР и в ИЗР на 15-е сутки исследования на­блюдалась умеренно выраженная анемия, которая очевидно, обусловлена интенсивным процессом эритродиэреза. Эта тенденция прослеживалась до конца исследования;

• снижение среднего содержания гемоглобина имело линейный характер, что проявилось к концу эксперимента. В основе снижения показателя ге­моглобина лежит, очевидно, ингибирующий эффект действия химических факторов окружающей среды.

Таким образом, прослеживается прямо пропорциональная зависимость сдвигов между количественными и качественными показателями состава крови.

Было проведено исследование эритроцитов крови с микроядрами с целью выявления мутации в эритроне в условиях воздействия на организм химических факторов, загрязняющих окружающую среду. Количество эритроцитов с микроядрами по мере пребывания животных в УЗР и в ИЗР про­грессивно возрастало, у животных же в ОЧР этот показатель не выходил за пределы нормы. В исходном состоянии число эритроцитов с микроядрами у животных, содержащихся в ОЧР, составило 4,8±0,11%, на 15, 30, 60, 90 сутки, соответственно, 4,9±0,23; 4,8±0,85; 4,8±2,1; 4,6±1,6%. У животных в УЗР выявлены аналогичные исходные показатели числа эритроцитов с микро­ядрами до начала опыта, что равнялось 4,8±0,11 %, на 15, 30, 60, 90-е сутки – 4,7±0,12; 5,1±0,13; 5,6±0,14; 5,4±0,13%. Аналогичные результаты были получены и при исследовании крови животных, находящихся в ИЗР. Так, ис­ходный уровень количества эритроцитов крови с микроядрами в среднем рав­нялся 4,8±0,11 %, на 15, 30, 60, 90-е сутки опыта этот показатель составлял 4,9±0,12; 5,7±0,14; 6,1±0,11; 5,9±0,13%. Наблюдаемые сдвиги содержа­ния эритроцитов с микроядрами в циркулирующей крови указывали на мута­генный эффект химических факторов, загрязняющих окружающую среду как в УЗР, так и в ИЗР, однако эти сдвиги у животных в ИЗР были более значительны и достоверны (р<0,05).

Анализ микронуклеограммы эритроцитов крови кроликов, содержащихся в УЗР и в ИЗР, также указывает на усиление процесса мутации в хромосомном аппарате клеток красной крови в условиях химического загрязнения. Так, ин­декс сдвига микронуклеограммы у животных в УЗР в начале опыта равнялся 0,302±0,01%, а на 15, 30, 60, 90-е сутки составлял 0,273±0,02; 0,256±0,03; 0,257±0,03; 0,253±0,03% соответственно. Снижение индекса сдвига микро­нуклеограммы за счет достоверного увеличения содержания эритроцитов с тельцами Говелл-Жолли (от 76,6±1,4% до 79,6±1,6%) и, соответственного, уменьшения эритроцитов с пылинками Вайденрайха (от 4,7±0,11 до 3,9±0,09%), штриховатостью Негелли (от 7,6±0,14 до 6,8±0,16%) и кольцами Ке­бота (от 11,1 ±0,21 до 9,7±0,19% на 90-е сутки эксперимента). Индекс сдвига микронуклеограммы на 15-е сутки от начала опыта мало отличался от исходно­го значения (0,305±0,01 и 0,270±0,02%) и не носил статистически достовер­ных значений. Однако, в последующие сроки, наблюдалось значительное сни­жение показателя, что свидетельствовало об усилении мутагенного эффекта и увеличении числа эритроцитов с микроядрами.Аналогичные данные получены у животных в ИЗР, однако степень изме­нения показателей носила более выраженный характер. Также как и у живот­ных в УЗР, у животных находящихся в ИЗР, уже на 15-е сутки опыта отмеча­лись достоверные сдвиги (р<0,05). в микронуклеограмме (от 0,305±0,01% в на­чале исследования до 283±0,02; 0,233±0,03; 0,237±0,03, 0,243±0,03% на 15, 30, 60, 90-е сутки). Также отмечалось увеличение относительного количества эритроцитов с микроядрами в виде телец Говелл-Жолли от 76,6±1,4 до 80,4±1,6% на 90-е сутки эксперимента. Выявлено уменьшение количества эритроцитов с микроядрами в виде пылинок Вайденрайха от 4,7±0,11 до 3,4±0,09%, штриховатостью Негелли от 7,6±0,14 до 6,7±0,11%, кольцами Кебота от 11,1 ±0,21 до 9,5±0,19% на 90-е сутки исследования.

Таким образом, если определение концентрации эритроцитов, ретикуло­цитов, содержания гемоглобина, размеров эритроцитов указывает на общеток­сическое действие, то увеличение количества эритроцитов с микроядрами вы­явило мутагенное воздействие на хромосомный аппарат клеток крови в услови­ях пребывания животных в районах химического загрязнения окружающей среды.

Для полного представления об ответной реакции организма на негатив­ное воздействие химического загрязнения окружающей среды мы считаем це­лесообразным выбор объекта исследования с более низким порогом восприятия и ещё не полностью сформировавшимися структурами образованиями. Исходя из этого, нами были изучены гематологические показатели у крольчат в дина­мике. Так, количество эритроцитов у 30-ти сутки крольчат в ОЧР составляло 4,7±0,12х10¹²/л, на 60-е и 90-е сутки 4,2±0,13х10¹²/л; 4,3±0,15х10¹²/л соответственно. Крольчата, содержащиеся в УЗР, имели сле­дующее количество эритроцитов: на 30-е сутки – 5,2±0,16х10¹²/л; на 60-е сутки – 4,5±0,14х10¹²/л; на 90-е сутки – 5,02±0,15х10¹²/л. У крольчат в ИЗР количество эритроцитов составляло 3,9±0,14х10¹²/л; 3,6±0,16х10¹²/л; 3,8±0,12х10¹²/л, соот­ветственно.

Параллельно с изучением среднего объема эритроцитов мы рассматрива­ли величину разброса эритроцитов по объему. Так, у крольчат в ОЧР, этот показатель был равен на 30-е сутки – 45,7±1,26 мкм³ , на 60-е сутки – 48,2±1,22 мкм³, на 90-е сутки – 49,3±1,24 мкм³ соответственно. У крольчат в УЗР показатель был равен на 30-е сутки – 45,7±1,26 мкм³; на 60-е сутки – 48,2±1,22 мкм³; на 90-е сутки – 49,3±1,24 мкм³ соответственно. У крольчат в УЗР показатель разброса эритроцитов по объему на 30-е сутки – 37,02±0,21 мкм³; на 60-е сутки – 40,2±1,22 мкм³; на 90-е сутки – 36,2±1,24 мкм³, т.е. имел место фазовый характер изменений. У крольчат в ИЗР этот показатель на 30, 60, 90-е сутки равнялся 46,6±1,26 мкм³; 46,1± 1,22 мкм³; 47,3±1,24 мкм³ соответственно. Так же, как и у животных в УЗР он имел фазовый характер.

В ходе исследования нами изучался показатель гематокрита. У крольчат в ОЧР показатель гематокрита на 30-е сутки был равен 36,9±1,23%, на 60-е сутки – 34,1±0,25%, на 90-е сутки – 32,9±1,24% соответственно. В УЗР крольчата име­ли показатель гематокрита равный 41,1±1,29; 34,21±1,27; 34,1±1,31%; в ИЗР – 31,7±1,24, 28,6±1,25, 28,9±1,21% соответственно. Таким образом, показатель гематокрита у крольчат в ОЧР и в УЗР имел тенденцию к снижению, а в ИЗР изменения носили фазовый характер. Так же, как и у взрослых кроликов, у крольчат имелись определенные сдвиги в морфометрии эритроцитов. Во всех изучаемых районах у крольчат отмечалось снижение показателя гематокрита и среднего объема эритроцитов, однако, величина их разброса имела тенденцию к повышению, что, по-видимому, указывает на увеличение общей поверхности эритроцита.

Нами было исследовано состояние гемоглобина у крольчат, находящихся во всех изучаемых районах. Так, у крольчат в ОЧР, на 30-е сутки концентрация гемоглобина составляла 109,8±2,9х10¹²/л; на 60-е сутки - 102,8±2,6х10¹² /л; на 90-е сутки – 96,2±2,7х10¹²/л. В УЗР этот показатель был равен на 30-е сутки -129,3±2,9х10¹²/л.; на 60-е сутки - 106,2± 2,7х10¹²/л;., на 90-е сутки 124,8±2,3х10^,2/л. В ИЗР 93,5±3,69х10¹²/л; 89,1±3,67х10¹²/л; 92,8±3,71х10¹²/л соответст­венно. В ОЧР и в УЗР у крольчат концентрация гемоглобина носила фазовый характер изменений. Было исследовано среднее содержание гемоглобина в 1 эритроците. Так, у крольчат в ОЧР показатель равнялся 16,3 ±0,33 pg. на 30-е сутки, 15,9±0,32 pg на 60-е сутки, и 15,1±0,3 pg на 90-е сутки исследования. В УЗР, соответст­венно, 18,9±0,29 pg; 17,3±0,31 pg; 21,3±0,28pg, а в ИЗР – содержания гемогло­бина в 1 эритроците составило 14,9±0,31pg; 14,4±0,33 pg; 13,9±0,29 pg. соответ­ственно.