Коррекция биологически активными добавками нарушений эритроцитарного звена крови при действии несимметричного диметилгидразина

УДК 616.15-003.725:[616.155+577.121]


На правах рукописи


МУРЗАТАЕВА АЙГУЛЬ МАРАТОВНА

Коррекция биологически активными добавками нарушений эритроцитарного звена крови при действии несимметричного

диметилгидразина

14.00.07. - Гигиена

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Республика Казахстан Алматы, 2009


Работа выполнена в Карагандинской Государственной Медицинской Академии


Научный руководитель:


доктор биологических наук, профессор Муравлёва Л.Е.



Научный консультант:


академик НАН РК,

доктор медицинских наук, профессор

Кулмагамбетов И.Р.



Официальные оппоненты:


доктор биологических наук Урбисинов Ж.К. доктор биологических наук Мукашева М.А.



Ведущая организация:


АО «Медицинский Университет Астана»


Защита состоится «___ 3__ » ____ июля____ 2009 г. в______ часов на заседании

диссертационного совета ОД 53.28.01 при Казахской академии питания по адресу: 050008, г. Алматы, ул. Клочкова, 66

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казахской академии питания по адресу: 050008, г. Алматы, ул. Клочкова, 66

Реферат разослан   «____ »_____________ 2009 г.

Ученый секретарь Объединенного Диссертационного совета,

доктор биологических наук                                                                 Ф.Е. Оспанова


ВВЕДЕНИЕ

Актуальность

Производные гидразина широко используются в различных отраслях промышленности, сельском хозяйстве, медицине. В аэрокосмической промышленности производные гидразина применяются как горючие компоненты в ракетном топливе, химической промышленности - при производстве красителей и пластмасс. В сельском хозяйстве производные гидразина используются в качестве регуляторов роста растений и гербицидов.

Эксплуатация ракетно-космической техники не является безопасной. Технология запусков предполагает загрязнение окружающей на всех стадиях подготовки, пуска и полета ракет-носителей. Источниками загрязнения могут быть ракетное топливо или продукты его разложения и сгорания, а также аварии при транспортировке, заправке ракет и хранении ракетного топлива (Пузаткина О.В., 2006). Особую опасность представляют аварийные ситуации, возникающие при запусках ракет-носителей (Наурызбаев М.К. и соавт., 2001).

Основным компонентом ракетного топлива гептил, нашедшего широкое распространение, как в отечественной, так и в зарубежной аэрокосмической промышленности, является производное гидразина - несимметричный диметилгидразин (НДМГ).

Негативному влиянию компонентов ракетного топлива подвергается не только лица, контактирующие с гептилом в процессе профессиональной деятельности, но и население, проживающее в районах, расположенных вблизи от космодромов. Анализ заболеваемости населения, проживающего на территориях вблизи районов эксплуатации ракетно - космической техники, показал высокую частоту выявляемости анемий, причем наиболее часто болезни крови и кроветворения встречались у детей (Козловский В.А. и соавт., 2006). Высокая чувствительность системы кроветворения к действию производных гидразина показана и экспериментальными исследованиями (Белов А. А, 1999).

Анализ данных литературы показал, что практически не изучено состояние системы крови и метаболизма эритроцитов крови растущих животных в отдаленном периоде после однократного введения НДМГ.

Из данных литературы известно, что характер питания оказывает существенное модифицирующее влияние на поведение токсиканта в организме (Шарманов Т.Ш. и соавт., 1988; Тажибаев Т.Ш., Мамырбаев А.А. 1982; Васильев А. В. и соавт., 2006). Не изучено влияние алиментарного дисбаланса на эритроцитарное звено растущих животных при однократном введении

НДМГ.

Другим не менее актуальным направлением в гигиене является изучение влияния биологически активных добавок (БАД). Одним из перспективных отечественных БАД, находящихся в настоящее время на этапе экспериментального исследования, являются стахис и стевия. БАД на основе стахиса и стевии обладают широким спектром биологической активности, в том числе гипогликемическим и антиоксидантным действием. Анализ данных


литературы показал отсутствие исследований влияния БАД на основе стахиса и стевии на эритроцитарное звено растущих животных, содержащихся в условиях алиментарного дисбаланса после однократного введения НДМГ.

Цель исследования - изучить влияние биологически активных добавок стахиса и стевии на клеточность костного мозга, селезенки и биохимический статус эритроцитов крови растущих животных, получавших рацион с дефицитом белка после однократного введения НДМГ.

Задачи:

1. Изучить клеточность селезенки, костного мозга и биохимический статус эритроцитов крови растущих животных в динамике после однократного введения НДМГ.

2. Изучить клеточность селезенки, костного мозга и биохимический статус эритроцитов крови растущих животных, получавших рацион с дефицитом белка после однократного введения НДМГ.

3. Изучить влияние стахиса и стевии на клеточность селезенки, костного мозга и биохимических статус эритроцитов крови растущих животных после однократного введения НДМГ.

4. Изучить влияние стахиса и стевии на клеточность селезенки, костного мозга и биохимический статус эритроцитов крови растущих животных, получавших рацион с дефицитом белка после однократного введения НДМГ.

5. Оценить эффективность стахиса и стевии на клеточность селезенки, костного мозга и биохимический статус эритроцитов крови растущих животных при однократном введении НДМГ.

Научная новизна:

Впервые установлено, что однократное введение НДМГ растущим животным приводит к снижению клеточности костного мозга и селезенки при увеличении процента нежизнеспособных клеток. Эти изменения зафиксированы через 3, 24 часа и 30 суток после введения НДМГ. На 90 сутки наблюдалось увеличение ядросодержащих клеток (ЯСК) селезенки и костного мозга при сохранении достаточно высокого процента нежизнеспособных клеток.

Впервые установлено, что через 30 суток после однократного введения НДМГ в эритроцитах крови растущих животных меняется активность ферментов обмена глутатиона; на 90 сутки наблюдается супрессия активности каталазы.

Впервые установлено, что содержание растущих животных на рационе с дефицитом белка и незаменимых аминокислот способствует снижению пролиферативной активности и жизнеспособности ядросодержащих клеток костного мозга и селезенки и увеличению мембранодеструкции эритроцитов после однократного введения НДМГ.


Впервые установлено, что добавление в рацион растущих животных стахиса и стевии после однократного введения НДМГ способствует увеличению пролиферативной активности ядросодержащих клеток костного мозга и осмотической резистентности эритроцитов, но оказывает разнонаправленный эффект на сорбционную емкость эритроцитов активность ферментов обмена глутатиона.

Практическая значимость.

Результаты диссертационной работы используются при чтении лекций и проведении практических занятий по дисциплине токсикологическая химия Карагандинской государственной медицинской академии, а также на кафедре естественных наук педагогического факультета Костанайского социально -технического университета по дисциплине экология.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на X Всероссийском научном форуме с международным участием «Дни иммунологии в Санкт - Петербурге» (2006), V Всероссийском конгрессе «Профессия и здоровье» (Москва, 2006), на Международном междисциплинарном симпозиуме «От экспериментальной биологии к превентивной и интегративной медицине» (Судак, Крым, 2007), на межвузовской научной конференции молодых ученых и студентов «Современные проблемы медицины и биологии» (Караганда, 2007), на международной Internet - конференции «Наука: теория и практика - 2008» Доступно по URL: (www.rusnauka.com).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Однократное введение НДМГ растущим животным индуцировало стойкое снижение ядросодержащих клеток костного мозга и селезенки при увеличении количества нежизнеспособных клеток.

2. Однократное введение НДМГ растущим животным индуцировало снижение активности ферментов обмена глутатиона и нарушение резистентности мембран эритроцитов.

3. Рацион с дефицитом белка и незаменимых аминокислот усугублял супрессивный эффект НДМГ на пролиферацию клеток костного мозга и селезенки и мембраноповреждающее действие НДМГ на эритроциты.

4. Добавление в рацион растущих животных биологически активных добавок стахиса и стевии приводило к увеличению ядросодержащих клеток костного мозга и селезенки, увеличению активности глутатионпероксидазы в эритроцитах крови растущих животных на 30 сутки после однократного введения НДМГ.

5. На 30 сутки после однократного введения НДМГ у растущих животных, содержащихся на малобелковом рационе с добавлением стахиса и стевии, возросло число и жизнеспособность ядросодержащих клеток костного


мозга и селезенки, а также осмотическая резистентность среднестойких эритроцитов.

6. На 30 сутки после однократного введения НДМГ нормализовалась сорбционная емкость эритроцитов крови растущих животных, содержащихся на малобелковом рационе с добавлением стахиса.

7. Включение в рацион растущих животных стахиса оказывало более выраженный положительный эффект на совокупность всех изучаемых показателей.

Личное участие автора. Организация и проведение экспериментальных исследований, проведение методов исследования, статистическая обработка, анализ, обсуждение, сопоставление с данными литературы проведено лично диссертантом.

Связь диссертации с планами научно-исследовательских работ Работа выполнена в рамках фундаментальной НИР «Молекулярно - клеточные системные изменения в растущем организме при действии производных гидразина и алиментарного дисбаланса. Разработка способов немедикаментозной коррекции», № госрегистрации 0106РК00412.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 95 страницах, состоит из введения, обзора литературы, методов исследования, глав собственных исследований, заключения и выводов. Библиографический указатель содержит 185 источника, из них 108 отечественных и 77 иностранных. Текст иллюстрирован 35 таблицами, 15 рисунками.

1.   ОБОСНОВАНИЕ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1.         Гигиеническая характеристика влияния несимметричного
диметилгидразина на окружающую среду и здоровье человека.

Причиной загрязнения окружающей среды являются выбросы НДМГ при пуске и остановке двигателей, сбросе дренажных газов и сточных вод без очистки, а также при сливно-наливных операциях с ракетных комплексов и на складах горючего, при аварийных ситуациях и проливах. Приведена характеристика заболеваемости населения, проживающего на территориях влияния ракетно -космической деятельности (Кулмагамбетов И.Р. и соавт, 2006; Козловский В.А. и соавт., 2006; Сидоров П.И. и соавт., 2008). Дана характеристика физиологических и метаболических нарушений при различных режимах экспонирования несимметричного диметилгидразина в эксперименте. На основании анализа данных литературы обосновывается актуальность исследования отдаленных эффектов однократного введения НДМГ растущим животным при различных режимах питания.

1.2.  Изучение действия несимметричного диметилгидразина на эритропоэз
и метаболизм эритроцитов.


Приведены результаты исследования периферической крови у людей, проживающих на территориях, прилегающих к космодрому «Байконур» (Козаченко Н. В. и соавт., 2006). Экспериментальными исследованиями показано изменение показателей периферической крови и снижение жизнеспособности ядросодержащих клеток костного мозга и селезенки при подострой интоксикации НДМГ в сочетании с действием стресс - факторов (Тритэк В.С. и соавт., 2006). Установлено, что острое и хроническое введение НДМГ и других производных гидразина оказывает негативное влияние на активность ферментов обмена глутатиона и состояние мембран эритроцитов экспериментальных животных (Башарин В.А. и соавт., 1999; Глушков В.С., 2006). Обоснована актуальность исследования клеточности костного мозга и селезенки, а также метаболических процессов в эритроцитах крови растущих животных в отдаленном периоде после однократного введения НДМГ и на фоне различных рационов питания.

1.3. Роль биологически активных добавок и фитопрепаратов в профилактике и коррекции нарушений, вызванных производными гидразина.

Приведены результаты экспериментальных исследований, демонстрирующих способность биологически активных добавок и фитопрепаратов ограничивать негативный эффект 1,2 - диметилгидразина. Дана характеристика отечественных биологически активных добавок на основе стахиса и стевии и обоснована целесообразность их экспериментальной апробации при однократном введении НДМГ растущим животным и на фоне различных рационов питания.

2 ОБЪЕКТЫ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Гигиенические исследования

Исследования проводились на кафедре биологической химии Карагандинской государственной медицинской академии. Объектом исследования были беспородные белые крысы обоего пола: половозрелые и растущие животные с массой тела 150-180г. и 45-50г. Общее количество крыс -420. Животные содержались в одинаковых условиях вивария. Было проведено 4 серии эксперимента. Общее количество групп - 21. В каждую группу вошло 20 животных: (n=20), в т.ч. 10 самцов и 10 самок. Характеристика экспериментальных групп представлена в таблице 1.

Режим воздействия.

Водный раствор НДМГ вводили однократно внутрибрюшинно растущим животным в дозе 5 мг/кг, половозрелым животным - в дозе 40 мг/кг (В. С. Кушнева, Р. Б. Горшкова, 1999). Всем животным групп контроля однократно вводился физиологический раствор в дозе 5 мг/кг и 40 мг/кг.

Состав изокалорийного полусинтетического рациона с дефицитом белка и незаменимых аминокислот: белок клейковины (8%), дефицитный по метионину, лизину и треонину, лярд (15%), углеводы (68%), минеральный компонент (4%), витаминная смесь (4%), мелкие древесные опилки (1%).



Углеводный компонент представлен сахарным песком (10%) и картофельным крахмалом (58%). Минеральный и витаминный    компоненты составлены согласно рекомендациям (В .Я. Шаблий и соавт, 1982). Таблица 1 - Характеристика экспериментальных групп.

БАД стахис и стевия были получены из Казахской академии питания. Стахис и стевию давали животным с кормом ежедневно в дозе 2 г/кг, согласно рекомендациям Красиной И.Б. (2007).

Методы исследования

Определение клеточности и жизнеспособности костного мозга и селезенки. Количество ядросодержащих клеток (ЯСК) и жизнеспособность клеток (ЖС) костного мозга и селезенки определяли по методу Кудрина А.А. и (1988). О жизнеспособности клеток судили по количеству погибших клеток, которое выражали в процентах.

Сорбционная емкость и осмотическая резистентность мембран эритроцитов. Сорбционную емкость мембран эритроцитов (СЕЭ) определяли


по методу Тогайбаева А.А. и соавт. (1988) в модификации Копытовой Т.В. (2006). Осмотическую резистентность эритроцитов (ОРЭ) определяли по методу Ройтман Е.В. и соавт. (2001) с использованием растворов хлористого натрия различной концентрации. При интерпретации интегральной эритрограммы использовали критерии П. А. Попова (2003, 2004) о последовательном эритроцитов вовлечении в процесс гемолитической трансформации. В диапазоне концентрации хлорида натрия 0,7% - 0,5% в гемолиз вовлекаются эритроциты с низкой устойчивостью, при концентрации 0,45% лизируется основная масса эритроцитов (среднеустойчивые) и при 0,35% - 0,3% - разрушаются наиболее устойчивые эритроциты.

Оценка активности ферментов антиоксидантной защиты

В эритроцитах определяли активность каталазы (КАТ) по методу Королюк М.А. и соавт. (1988), активность глутатионпероксидазы (ГПО) и глутатион-S-трансферазы (ГТ) по методу Власовой С.Н. и соавт. (1990).

Биохимические измерения проводили на спектрофотометре SPEL PD-303 UV (Япония) и спектрофотометре СФ - 46.

Статистические методы. Определяли среднее арифметическое выборки (Х), среднее квадратичное отклонение (сигма), ошибку среднего арифметического (m). Достоверность различий оценивали по критерию Стьюдента.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. 3.1. Изучение влияния НДМГ на клеточность селезенки и костного мозга и биохимический статус эритроцитов животных, находящихся на общевиварном рационе.

В таблице 2 приведены результаты определения количества и жизнеспособности ядросодержащих клеток (ЯСК) селезенки и костного мозга растущих животных через 3 часа, 24 часа, 30 и 90 суток после однократного введения НДМГ

Из данных таблицы 2 следует, что у растущих животных изменение числа ЯСК и снижение ЖС клеток костного мозга и селезенки наблюдается уже через 3 часа после введения НДМГ. На 30 сутки количество ЯСК костного мозга и селезенки было достоверно ниже контроля при увеличении процента нежизнеспособных клеток. Такая направленность была характерна как у самок, так и у самцов растущих животных.

На 90 сутки после однократного введения НДМГ содержание ЯСК в селезенке растущих животных опытной группы превышало таковой контроля в 2 раза. В тоже время, процент нежизнеспособных клеток в селезенке крыс опытной группы был выше контроля, соответственно, в 3 раза у самок и в 1,8 раза у самцов. Количество ЯСК в костном мозге самок опытной группы достоверно превышало таковой контроля в 2,3 раза, у самцов зафиксирована тенденция к росту ЯСК; процент нежизнеспособных клеток костного мозга


достоверно превышал таковые контроля, соответственно, в 2,7 раза (самки) и в 3 раза (самцы).

Сопоставление эффектов однократного введения НДМГ растущим и половозрелым животным показало, что через 30 суток у растущих животных снижалось количество ЯСК селезенки и костного мозга при антибатном увеличении процента нежизнеспособных клеток.

Таблица 2 - Количество ЯСК и жизнеспособность клеток селезенки и костного мозга растущих животных после однократного введения НДМГ (М±т).

Группа

Селезенка

Костный мозг

ЯСК, 106/мл       ЖС (%)

ЯСК, 106/мл        ЖС (%)

Исходный контро

ль

Самки, n = 10

85,12±1,7

18,2±1,6

72,4±2,3

11,7±0,9

Самцы, n = 10

61,91±2,5

17,1±1,3

78,8±5,1

9,2±0,19

К

онтроль 30 сут(

к

Самки, n = 10

84,16±2,1

15,6±1,3

66,33±4,2

14,6±1,36

Самцы, n = 10

62,3±1,9

25,1±1,7

102,4±0,5

8,19±1,98

К

онтроль 90 сут(

к

Самки, n = 10

84,16±1,15

15,6±1,3

66,33±3,9

14,6±1,36

Самцы, n = 10

62,3±1,9

25,1±0,8

102,4±5,1

8,19±1,98

3 часа после о

днократного вв

едения НДМГ

Самки, n = 10

76,3±2,8*

30,2±2,8**

59,25±4,2#

21,3±2,8**

Самцы, n = 10

65,4±3,6

34,5±3,6**

67,8±1,4#

15,6±2,76#

24 часа после о

днократного ві

едения НДМГ

Самки, n = 10

74,1±4,5#

36,3±3,9**

52,1±4,6**

37,5±2,14**

Самцы, n = 10

69,1±1,6*

33,08±1,15**

44,2±5,8**

25,1±5,1**

J0 суток после

однократного в

ведения НДМГ

Самки, n = 10

53,4±2,8**

44,5±0,6**

44,2±2,4**

46,9±2,8**

Самцы, n = 10

56,2±3,6

33,4±2,3**

48,3±1,4**

31,53±2,76**

90 суток после <

однократного в

ведения НДМГ

Самки, n = 10

174,1±2,5**

46,3±0,49**

152,1±4,6**

39,5±2,4**

Самцы, n = 10

124,1±0,6**

47,08±1,2**

122,2±1,8**

25,1±4,1**

** - Достоверность различий по сравнению с соответствующим контролем, p<0,001;

# - Достоверность различий по сравнению с соответствующим контролем, Р<0,01;

- Достоверность различий по сравнению с соответствующим контролем, p<0,05 и ниже.

У половозрелых животных зафиксировано увеличение количества ЯСК костного мозга и селезенки при снижении процента нежизнеспособных клеток, либо сохранении их на уровне здоровых животных. На 90 сутки после введения


НДМГ растущим животным наблюдался достоверный рост ЯСК в костном мозге и селезенке при увеличении процента нежизнеспособных клеток. Напротив, при введении НДМГ половозрелым животным отмечена тенденция к увеличению ЯСК костного мозга и селезенки при сохранении жизнеспособности клеток на уровне контроля.

Исследование активности ферментов АОЗ в эритроцитах крови растущих животных после введения НДМГ показало, что через 3 часа после введения НДМГ наблюдается достоверное снижение активности ГТ в эритроцитах самок и самцов - отъемышей по сравнению с таковыми контроля, соответственно, в 2,4 раза и в 4,3 раза (рисунок 1). В эритроцитах крови самцов через 3 часа после введения НДМГ зафиксировано достоверное снижение активности КАТ при увеличении активности ГПО в 1,77 раза (рисунок 1, 2).


3,5 -,

3 2,5

2 1,5

1

0,5 О

m


Каталаза

САМКИ


I—Г


Каталаза

САМЦЫ


I—Г


□ 3 часа


24 часа □ 30 суток I______________________ I 90 суток


Рисунок 1 - Активность ферментов каталазы (КАТ нмоль(мл)мин) и глутатион - S - трансферазы (мкмоль(мл)мин) в эритроцитах растущих животных после однократного введения НДМГ


пи и

140п 120 100 80 60

40

20 0

САМКИ САМЦЫ

□ 3 часа I 1 24 часа    ] 30 суток    ] 90суток

Рисунок 2 - Активность глутатионпероксидазы (мкмоль(мл)мин) в эритроцитах растущих животных после однократного введения НДМГ.

В эритроцитах крови самок активность КАТ и ГПО не носила достоверного характера. Через 24 часа после однократного введения НДМГ в эритроцитах крови самцов - отъемышей наблюдалось достоверное снижение


активности ГПО на 67% по сравнению с контролем. В эритроцитах крови самок

- отъемышей достоверно снижалась активность ГТ - на 25% по сравнению с контролем.

Следовательно, через 3 и 24 часа после введения НДМГ в эритроцитах крови крыс-отъемышей наблюдалось изменение активности ферментов обмена глутатиона, причем наибольшую чувствительность демонстрировала глутатион

- S - трансфераза.

У самцов растущих животных на 30 сутки после однократного введения НДМГ в эритроцитах крови наблюдалось достоверное снижение активности КАТ в 1,3 раз, ГПО в 7,5 раз и ГТ - на 59% по сравнению с таковыми контроля (таблица 3).

Таблица 3 - Активность ферментов системы АОЗ эритроцитов растущих животных на 30 сутки после однократного введения НДМГ (М±т).

Через 3 часа после введения НДМГ СЕЭ крови самок была ниже таковой контроля на 63%, у самцов - на 58,5%, соответственно. Через 24 часа после однократного введения НДМГ СЕЭ крови самок и самцов была ниже соответствующих значений контроля на 73% и 70%. На 30 сутки после введения НДМГ отмечена тенденция к увеличению СЕЭ; к 90 суткам этот показатель достоверно превышал контроль на 43% (самки) и на 45% (самцы).

Изучение ОРЭ крови отъемышей показало, что через 3 часа и 24 часа после однократного ведения НДМГ в гемолиз вовлекаются от 18% до 45% эритроцитов с низкой устойчивостью, тогда как в контроле от 0 до 5% красных клеток. Через 3 часа после введения НДМГ в гемолиз были вовлечены свыше 60% среднеустойчивых эритроцитов крови отъемышей, через 24 часа - от 68% до 77%, тогда как у животных контрольной группы - свыше 40% среднеустойчивых эритроцитов. На 30 и 90 сутки после однократного введения НДМГ в популяции эритроцитов крови растущих животных достоверно


увеличено количество клеток с низкой и средней устойчивостью к осмотическому гемолизу.

Таким образом, полученные нами данные показали, что однократное введение НДМГ индуцирует стойкие нарушения клеточности костного мозга и селезенки, а также изменение активности ферментов АОЗ, СЕЭ и ОРЭ. Выявленные нарушения зафиксированы, начиная с 3 часов после введения НДМГ, и сохранялись до 90 суток.

Причины нарушений в организме растущих животных, прежде всего, с непосредственным деструктивным эффектом НДМГ и продуктов его трансформации на клетки костного мозга и селезенки, что документировано нашими собственными морфологическими исследованиями. Другой причиной является способность НДМГ индуцировать избыточное образование активных форм кислорода (Койков В.В., 2006, 2007). В свою очередь, развитие окислительного стресса потенцирует деструктивный эффект НДМГ (Муравлева Л.Е. и соавт., 2006; 2007).

Сохранение стойких изменений со стороны эритроцитарного звена обусловлено вторичными нарушениями, обусловленными действием НДМГ (Муравлева Л.Е. и соавт., 2006). Совокупность вторичных нарушений, определяющих изменение метаболического фона, вызывает супрессию образования ядросодержащих клеток костного мозга и селезенки. Предположительно торможение образования ЯСК может быть детерминировано также изменением профиля цитокинов и других регуляторных молекул. Изменение активности ферментов АОЗ в эритроцитах на ранних сроках после введения НДМГ можно объяснить стойкой активацией ПОЛ в красных клетках (В. В. Койков, 2008).

Изменение СЕЭ и ОРЭ, на наш взгляд, можно объяснить структурными перестройками в мембранах эритроцитов. Вполне вероятно, что НДМГ или продукты его трансформации в организме взаимодействуют с гликокаликсом мембран эритроцитов и меняют его характеристики, что отражается на сорбционном потенциале красных клеток. Другой причиной нарушения осмотической резистентности является активация ПОЛ мембран эритроцитов (Ройтман Е. В. и соавт, 2001).

Таким образом, однократное введение НДМГ оказывает стойкий негативный эффект на клеточность костного мозга и селезенки, индуцирует изменение биохимического статуса эритроцитов.

3.2. Изучение влияния НДМГ на клеточность селезенки и костного мозга и биохимический статус животных, находящихся на рационе с дефицитом белка и незаменимых аминокислот.

В эритроцитах крови растущих животных, получавших малобелковый рацион в течение 30 суток после однократного введения НДМГ, активность ГПО достоверно превышала таковую группы сравнения (НДМГ), тогда как КАТ и ГТ были сопоставимы со значениями аналогичных показателей группы


сравнения. У животных опытной группы, получавших рацион с дефицитом белка и незаменимых аминокислот, зафиксировано достоверное снижение СЕЭ крови по сравнению с таковым животных, содержащихся на общевиварном рационе (рисунок 3).

У крыс опытной группы выявлено снижение ОРЭ, причем наиболее чувствительной оказалась фракция среднеустойчивых эритроцитов. Так, у животных опытной группы ОРЭ составляла 63,03±2,20% (самки) и 79,22±1,7% (самцы), у крыс группы сравнения (НДМГ+общевиварный рацион) эти показатели были равны 72,4±3,41% (самки) и 74,1±5,5 (самцы) (рисунок 4). Эти результаты хорошо согласуются с данными литературы, показавшими изменение метаболических процессов в организме животных в условиях малобелкового рациона (Васильев А.В. и соавт, 2006).


50 п 40­30­20­10­0


р-


САМКИ


САМЦЫ


□ Контроль   □ ҢДМГ+рацион ПҢЦМГ

Рисунок 3 - Сорбционная емкость эритроцитов (%) крыс после однократного введения НДМГ на фоне алиментарного дисбаланса.


100п 90 80 70 60 50 40 30 20 10

0

f=2


0,35


0,45 САМКИ


0,5


0,35


0,45

САМЦЫ


0,5


□ Контроль □НДМГ+рацион □ НДМГ

Рисунок 4 - Осмотическая резистентность эритроцитов (%) крыс после однократного введения НДМГ на фоне алиментарного дисбаланса.


В таблице 4 представлены результаты исследования клеточности костного мозга и селезенки растущих животных, получавших рацион с дефицитом белка и незаменимых аминокислот в течение 30 суток после однократного введения НДМГ.

Таблица 4 - Клеточность селезенки и костного мозга растущих животных, получавший рацион с дефицитом белка в течение 30 суток после однократного введения НДМГ (М±т)


ЯСК 106

Жизнеспособность клеток (%

ЯСК 10 / л                                                 — ч

Группа________________________________________ погибших клеток)________

________________ Селезенка     Костный мозг     Селезенка______ Костный мозг

Самки, n=10 I   53,4±2,8      I 44,2±4,2       I    44,5±2,8    I 46,9±2,8 Самцы, n=10 |   56,2±3,6      | 48,3±1,4       |    33,4±3,6     | 31,53±2,76 НДМГ+изокалорийный рацион с дефицитом белка и незаменимых аминокислот Самцы, n=10 I   21,3±4,6**   I   24,5±2,6**   I 21,8±2,5**І26,4±5,5# Самки, n=10 |   23,8±2,4**   |   25,1±2,7**І24,2±6,02    | 21,6±3,8 ** - достоверность различий по отношению к группе с однократным введением

НДМГ (р<0,001);

# - достоверность различий по отношению к группе с однократным введением
НДМГ (р<0,01).___________________________________________________________

Обращает на себя внимание снижение ЯСК в костном мозге и селезенке по сравнению с таковыми животных с однократным введением НДМГ. В тоже время не обнаружено увеличение процента нежизнеспособных клеток. По нашему мнению, это объясняется угнетением пролиферации клеток костного мозга и селезенки, что приводит к снижению выхода дифференцированных клеток с измененным метаболическим статусом.

Эти исследования доказывают, что в условиях дефицита белка усугубляются негативные проявления НДМГ, причем нами определено, что наибольшую чувствительность к дефициту белка при данной модели демонстрировали пролиферирующие клетки костного мозга и селезенки.

4. Влияние биологические активных добавок на основе стахиса и стевии на клеточность селезенки, костного мозга и биохимический статус эритроцитов растущих животных, содержащихся на общевиварном рационе после однократного введения НДМГ.

В результате проведенного исследования установлено, что включение в рацион интактных животных БАД на основе стахиса и стевии способствовало увеличению числа ЯСК селезенки, но не влияло на жизнеспособность клеток. В тоже время, стахис и стевия способствовали некоторому снижению ЯСК в костном мозге растущих животных, но процент нежизнеспособных клеток сопоставим с контролем. В эритроцитах крови растущих животных обоего

НДМГ


пола, получавших стахис, отмечено снижение активности каталазы и ГТ. Включение в рацион растущих животных стевии приводило к снижению активности ГПО. Обе БАД после однократного введения НДМГ способствовали увеличению СЕЭ и ОРЭ (рисунок 5, 6).


Подпись:
Подпись:

90 п

80

70 Н

60

50

40

30

20Н

10

0


САМКИ САМЦЫ

□ НДМГ    □ НДМГ+стахис    □ НДМГ+стевия

Рисунок 5 - Сорбционная емкость эритроцитов (%) крыс при коррекции БАД после однократного введения НДМГ.

100^ 90 80 70 60 50 40 30 4 20

10

0


0,35


0,45 САМКИ


0,5


0,35


0,45 САМЦЫ


0,5


О НДМГ _____ I НДМГ+стахис О НДМГ+стевия

Рисунок 6 - Осмотическая резистентность эритроцитов (%) при коррекции БАД после однократного введения НДМГ.

Следовательно, полученные нами данные свидетельствуют о том, что применение БАД на основе стахиса и стевии, обладающие выраженным гипогликемическим эффектом, вызывают определенные метаболические нарушения в эритроцитарном звене интактных растущих животных и животных после однократного введения НДМГ.



У растущих животных, получавших БАД в течение 30 суток после введения НДМГ возросло количество ЯСК селезенки, причем у животных получавших стахис, - до значений контроля. Приближалось к контролю количество ЯСК костного мозга (таблица 5).

В тоже время сохранялся высокий процент нежизнеспособных клеток селезенки и костного мозга растущих животных, получавших стахис и стевию в течение 30 суток после однократного введения НДМГ.

Добавление в общевиварный рацион растущих животных стахиса и стевии в течение 30 суток после введения НДМГ оказывало неоднозначное влияние на активность ферментов АОЗ в эритроцитах. У самок отмечена отчетливая тенденция к увеличению активности ГПО в эритроцитах. У самцов опытной группы, получавших стахис, возросла активность КАТ и ГПО практически до значения контроля. У самцов опытной группы, получавших стевию, в эритроцитах отмечено выраженное увеличение активности ГПО. Обе биологически активные добавки способствовали увеличению СЕЭ крови растущих животных на 30 сутки после однократного введения НДМГ. Стевия оказывает незначительное позитивное влияние на ОРЭ крови самок опытной группы. У самцов, получавших стахис, отмечено снижение процента вовлечения в гемолиз низкоустойчивых и среднеустойчивых эритроцитов по сравнению с таковым крыс без коррекции.


Следовательно, включение в рацион растущих животных БАД на основе стахиса и стевии оказывало неоднозначный результат на изучаемые показатели эритроцитарного звена.


4.1. Разработка немедикаментозных подходов к повышению резистентности организма растущих крыс в динамике при однократном введении НДМГ на фоне алиментарного дисбаланса.

У растущих животных, содержащихся на малобелковом рационе с добавлением стахиса и стевии в течение 30 суток после однократного введения НДМГ, наблюдался достоверный рост количества ЯСК костного мозга и селезенки при снижении процента нежизнеспособных клеток по сравнению с таковыми без коррекции (таблица 6).

СЕЭ достоверно превышала таковые контроля и группы сравнения у растущих  животных,  получавших  малобелковый  рацион  и  стахис. При


включении в рацион животных стевии не было зафиксировано достоверных отличий от контроля. В эритроцитах крови растущих животных, получавших рацион и БАД на основе стахиса и стевии, активность каталазы была сопоставима с контролем, но отмечены разнонаправленные изменения активности ферментов обмена глутатиона. ОРЭ в группах, получавших рацион и БАД на основе стахиса и стевии возрастало по сравнению с группой сравнения (рисунок 7)


100п 90 80 70 60 50 40 30 20 10

Рисунок 7 - Осмотическая резистентность эритроцитов (%) крыс после однократного введения НДМГ на фоне алиментарного дисбаланса при коррекции БАД.

Следовательно, полученные нами данные показали, что включение биологически активных добавок в рацион растущих животных в течение 30 суток после однократного введения НДМГ оказывает неоднозначный эффект. Так, отмечено безусловное позитивное влияние БАД на клеточность костного мозга и селезенки. В тоже время наблюдалась вариабельность направленности и степени изменения активности ферментов АОЗ, сорбционной емкости и осмотической резистентности эритроцитов крови растущих животных.

Учитывая состав и свойства БАД на основе стахиса и стевии, можно сделать предположение, что позитивный эффект от их применения опосредован за счет нормализации уровня глюкозы. Достаточно высокий уровень антиоксидантной активности стахиса и стевии способствует снижению давления окислительного стресса, индуцированного НДМГ.


Полученные данные доказывают перспективность дальнейшего исследования стахиса и стевии в качестве средств немедикаментозной коррекции вторичных нарушений, вызванных НДМГ.

ВЫВОДЫ

1.   Однократное введение НДМГ растущим животным индуцирует стойкое
снижение ядросодержащих клеток костного мозга и селезенки при увеличении
количества нежизнеспособных клеток. Этот эффект прослеживается и на 30
сутки после введения НДМГ. На 90 сутки количество ЯСК возрастает, но
синхронно увеличивается количество нежизнеспособных клеток.

2. Однократное введение НДМГ индуцирует изменение сорбционной емкости и осмотической резистентности эритроцитов, снижение активности ферментов обмена глутатиона в эритроцитах крови растущих животных.

3. Содержание растущих животных на изокалорийном рационе с дефицитом белка усугубляет супрессивный эффект НДМГ на пролиферацию клеток костного мозга и селезенки и мембраноповреждающее действие НДМГ на эритроциты.

4. На 30 сутки после однократного введения НДМГ у растущих животных, содержащихся на общевиварном рационе с добавлением стахиса и стевии, увеличивается число ядросодержащих клеток костного мозга и селезенки, возрастает активность глутатионпероксидазы в эритроцитах.

5. На 30 сутки после однократного введения НДМГ у растущих животных обоего пола, содержащихся на малобелковом рационе с добавлением стахиса и стевии, отмечена выраженная тенденция к нормализации числа и жизнеспособности ядросодержащих клеток костного мозга и селезенки.

6. На 30 сутки после однократного введения НДМГ у растущих животных обоего пола, содержащихся на малобелковом рационе с добавлением стахиса и стевии, отмечено разнонаправленное изменение сорбционной емкости эритроцитов и активности ферментов обмена глутатиона в эритроцитах.

7.    Включение в рацион растущих животных стахиса оказывало более
выраженный положительный эффект на совокупность всех изучаемых
показателей.


Практическая значимость.

Рекомендовано дальнейшее изучение БАД стахиса и стевии как перспективных средств немедикаментозной коррекции метаболических нарушений.

Результаты диссертационной работы используются при чтении лекций и проведении практических занятий по дисциплине токсикологическая химия Карагандинской государственной медицинской академии, а также на кафедре естественных наук педагогического факультета Костанайского социально -технического университета по дисциплине экология.

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.

АОЗ              -      антиоксидантная защита

БАД              -      биологически активные добавки

ГПО              -      глутатионпероксидаза

1,1-ДМГ    -    1,1-диметилгидразин

ОРЭ              -      осмотическая резистентность эритроцитов

ПОЛ             -      перекисное окисление липидов

ГТ                 -      глутатион трансфераза

КАТ              -      каталаза

СЕЭ              -      сорбционная емкость эритроцитов

ЯСК              -      ядросодержащие клетки

ЖС                -      жизнеспособность

НДМГ          -      несимметричный диметилгидразин

ДМГ             - 1,2 - диметилгидразин

ОВР               - общевиварный рацион

Список опубликованных работ по теме диссертации

1.  Муравлева Л.Е., Кулмагамбетов И.Р., Койков В.В., Мурзатаева А.М. и
др. Структурно-функциональные и метаболические нарушения в растущем
организме при действии несимметричного диметилгидразина. // Материалы V
Всероссийского конгресса «Профессия и здоровье», Россия, Москва, 2006. - С.

607 - 609.

2.    Мурзатаева А. М. Влияние несимметричного диметилгидразина на
гематологические показатели крови крыс // Вестник Карагандинского
университета. Сер. Биология, медицина, география.-2007.- №3 (47). - С. 98 -

100.

3. Култанов Б.Ж., Муравлева Л.Е., Клюев Д.А., Мурзатаева А.М. Влияние однократного введения несимметричного диметилгидразина на активность ферментов обмена глутатиона в эритроцитах растущих животных // Здоровье и болезнь, 2007. - № 10. - С. 139 - 143.

4. Кулмагамбетов И.Р., Муравлева Л.Е, Койков В.В., Мурзатаева А.М. Окислительный метаболизм растущих животных при однократном введении


несимметричного диметилгидразина // Фундаментальные исследования (РФ, Москва) - 2007. - № 12. - С. 87 - 89.

5. Kulmagambetov I.R., Muravleva L.Ye., Koikov V.V., Mursataeva A.M. Studying of the remote effects of the nonsymmetrical dimethylhydrazine unitary injection to the growing animal // От экспериментальной биологии к превентивной и интегративной медицине: тез. докл. междунар. симп. - Судак, Крым, Украина, 2007. - С. 68 - 69.

6. Муравлева Л.Е., Кулмагамбетов И.Р., Койков В.В., Муратова А.З., Мурзатаева А. М. К оценке сочетенного действия алиментарного дисбаланса и несимметричного диметилгидразина на растущий организм // Профессия и здоровье: мат. VI Всерос. Конгр. - Москва, 2007. - С. 590 - 592.

7. Muravleva L.Ye., Koikov V.V., Muratova A.Z., Mursataeva A.M. Oxidative metabolism of the growing animals an the unitary injection of nonsymmetrical dimethylhydrazine in condition of little - protein diet // Reactive Oxygen Species, Nitric Oxide, Antioxidant and Human Health: Proceeding of the 5-th National Scientific Conference with International Participation - Smolensk, 2007 - P. 476 -

478.

8. Мурзатаева А.М., Адиятов Р. Изменение метаболизма эритроцитов животных при однократном введении несимметричного диметилгидразина на фоне алиментарного дисбаланса // Современные проблемы медицины и биологии: мат. межвуз. науч. конф. - Караганда, 2007. - С. 46 - 48.

9. Муравлева Л.Е., Клюев Д.А., Мурзатаева А.М., и др. Влияние несимметричного диметилгидразина и алиментарного дисбаланса на структуру селезенки растущих животных // Аллергология и иммунология - 2008. - Т.9, № 1. - С. 149 - 150.

10. Muravleva L.Ye., Kulmagambetov I.R., Klyuev D.A., Mursataeva A.M. et al Effects of nonsymmetrical dimethylhydrazine at the protein deficiency in diet on the growing animals // EUROPEAN JOURNAL OF NATURAL HISTORY (Англия) -

2008. - № 5. - P. 49 - 53.

11. Мурзатаева А.М. Влияние биологически активной добавки «Стахис» и «Стевия» на структурные свойства эритроцитов крови растущих животных после однократного введения несимметричного диметилгидразина // «Veda: teore a praxe-2008». Materialy iv mezinarodni vedecko praktika conference.- 2008. -

Р. 29 - 33.

12. Муравлева Л.Е., Кулмагамбетов И.Р., Терехин С.П., Мурзатаева А.М., Влияние несимметричного диметилгидразина на ядросодержащие клетки костного мозга и селезенки растущих животных при алиментарном дисбалансе // Аллергология и иммунология - 2008. - Т.9, № 3. - С. 265.

13. Муравлева Л. Е., Клюев Д. А., Койков В. В., Мурзатаева А. М. Влияние несимметричного диметилгидразина на перекисное окисление липидов и активность ферментов обмена глутатиона в эритроцитах растущих животных обоего пола // Тез докл четвертого международного междисциплинарного Конгресса «Нейронаука для медицины и психологии» - Судак, Крым, Украина,

2008. - С. 207 - 208.


15.     Мурзатаева А.М., Колебаева Г.Т., Айтишева Л.Б. Влияние
биологически активных добавок стахиса и стевии на клеточность костного
мозга и селезенки растущих животных при однократном введении НДМГ. //
Здоровье и болезнь, 2008. - № 10. - С. 154 - 157.

16.  Муравлева Л.Е., Кулмагамбетов И.Р., Синявский Ю.А., Койков В.В.,
Мурзатаева А. М. и др. Влияние несимметричного диметилгидразина на
перекисное окисление липидов и активность ферментов антиоксидантной
защиты эритроцитов крови растущих животных, получавших биологически
активные   добавки   на   основе   стахиса   и   стевии   // Фундаментальные

исследования (Москва) - 2009. - № 2. - С. 20 - 25.


2009
Автореферат
float(0.095877885818481)