|
ТОКСИКОЛОГІЯ ПЕСТИЦИДІВ УДК 612.1:612.014.482:612.08 М.М. Коршун, к.м.н., С.І. Гаркавий, д.м.н., Л.Ф. Блонська, к.б.н., О.О. Жданова ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ СТАНУ ПОКАЗНИКІВ ПЕРИФЕРИЧНОЇ КРОВІ ПРИ ПІДГОСТРОМУ РАДІАЦІЙНО-ХІМІЧНОМУ УРАЖЕННІНаціональний медичний університет ім. О.О. Богомольця, м. Київ Однією з актуальних задач токсикологічної науки на сучасному етапі є вивчення особливостей реакції організму на поєднану дію шкідливих чинників різної природи [1]. В умовах забруднення значних територій радіонуклідами чорнобильського походження найбільш реальною ситуацією такого одночасного впливу є поєднання іонізуючого випромінювання (ІВ) з основними хімічними забруднювачами грунту (ХЗГ): пестицидами, нітратами, важкими металами. Чисельні результати експериментальних досліджень і клінічних спостережень свідчать, що усі зазначені чинники так чи інакше впливають на стан показників периферичної крові. Спричинені ними зміни є результатом не тільки загальнотоксичної дії, а й у багатьох випадках наслідком безпосереднього вибіркового впливу на процеси кровотворення в кістковому мозку. З огляду на результати епідеміологічних досліджень, які свідчать про зростання ризику формування патології крові та кровотворних органів за поєднаної дії (ПД) ІВ та хімічних забруднювачів [2], цей напрямок є важливим завданням сучасної профілактичної медицини, спрямованим на попередження розвитку порушень у системі крові. Але, на жаль, кількість експериментальних робіт, що присвячені вивченню ПД окремих ХЗГ та ІВ на гемопоез, доволі обмежена. Так, в умовах гострого і хронічного дослідів вивчали сумісний вплив на показники периферичної крові зовнішнього g-випромінювання та пестицидів (хлорофосу, ліндану, ТМТД) [3, 4], радіації та важких металів (свинцю, ртуті) [5], причому отримані результати дозволили авторам констатувати сумацію ефектів дії чинників радіаційної та хімічної природи. Враховуючи, що в умовах реально сформованих на забруднених радіонуклідами територіях штучних (техногенних) біогеохімічних провінцій на організм людини одночасно, внаслідок міграції з грунту в суміжні середовища, діє не один, а декілька ХЗГ, особливої актуальності набувають дослідження, у яких відтворюється саме така ситуація. Метою роботи було вивчити в підгострому експерименті особливості реагування периферичної крові на ізольовану та поєднану дію g-випромінювання і суміші ХЗГ: пестицидів різних хімічних груп, нітратів, свинцю та кадмію в широкому діапазоні доз. Матеріали та методи дослідження У трьох серіях підгострих радіотоксикологічних дослідів вивчено дію на організм білих аутбредних щурів-самиць суміші ХЗГ (пестицидів основних хімічних груп, нітратів, солей свинцю та кадмію) в широкому діапазоні доз, дію фракційного g-опромінення в сумарних дозах від 0,25 до 2 Гр та їх ПД. В першій серії вивчали дію суміші хлорхолінхлориду (хлорорганічний пестицид), діазинону (фосфорорганічна сполука), манкоцебу (етиленбісдитіокарбамат), У другій серії дослідів тварини дослідних груп на 7, 14, 21 і 28 добу експерименту були піддані тотальному g-опроміненню кожний раз у дозах: група 1Р — 0,0625 Гр, 2Р — 0,125 Гр, 3Р — 0,25 Гр, 4Р — 0,5 Гр, тобто сумарно 0,25, 0,5, 1,0 і 2,0 Гр, відповідно. У третій серії тварини дослідних груп протягом 28 діб зазнавали ПД ХЗГ та 4-разового (на 7, 14, 21 і 28 добу) g-опромінення в дозах: група 1ХР — 1/50000 ЛД50 кожної речовини і 0,25 Гр сумарно, 2ХР — 1/5000 ЛД50 і 0,5 Гр, 3ХР — 1/500 ЛД50 і 1 Гр, 4ХР — 1/100 ЛД50 і 2 Гр. Стан організму тварин досліджували через 1 і 21 добу після припинення експозиції Результати та їх обговорення
Внаслідок дії суміші ХЗГ одразу після експозиції у тварин усіх дослідних груп порівняно з контролем суттєвих змін червоної крові не зареєстровано. Зміни білої крові полягали у розвитку моноцитопенії в групі 4Х, лейкопенії в групі 3Х і лімфопенії в групі 1Х. Відсутність залежності цих змін від доз, ймовірно, свідчить про те, що вони, більш за все, не є наслідком дії суміші ХЗГ, а носять випадковий характер.
Через 21 день після припинення експозиції у тварин, які зазнали дії суміші ХЗГ в мінімальній і обох середніх дозах, спостерігали суттєві зміни червоної крові (таблиця): був достовірно порівняно з контролем нижчим рівень гемоглобіну (в групах 1Х, 2Х і 3Х) і кількість еритроцитів (у групах 1Х і 2Х р<0,05, в групі 3Х — 0,05<р<0,1). Зазначені зміни в групах 2Х і 3Х не позначились на величині кольорового показника, а в 1Х він підвищився відносно контролю (р<0,05). Звертає на себе увагу зворотня залежність гемоглобін- та еритроцитопенії від дози ХЗГ. Можна припустити, що малі дози хімічних речовин (на рівні 1/5000 ЛД50 і, особливо, 1/50000 ЛД50) є дуже слабким подразником, який неспроможний викликати швидкого і адекватного включення адаптаційних механізмів, що й призвело до більш вираженого анемізуючого ефекту.
Зміни червоної крові притаманні дії багатьох досліджуваних хімічних речовин. Так, зниження рівня гемоглобіну спостерігали при одноразовому внутрішньовенному введенні щурам лінії Вістар 40 мг/кг ацетату свинцю [6]. При багаторазовому пероральному введенні мурчакам ацетату свинцю в дозі 60 мг/кг на 18 добу гемоглобін знижувався з 106 до 60 г/л, еритроцити — з 5,3•1012 до 3,6•1012. На 27 добу достовірне зниження гемоглобіну супроводжувалось розвитком гіпохромії [7]. Гіпохромна анемія розвивалась у білих щурів, яким протягом 6 міс підшкірно вводили свинець у дозі 10 мг/кг [6]. Введення хлориду кадмію у вигляді 1% розчину у шлунок кролям у дозі 5 мг/кг протягом 30—127 днів викликало зниження вмісту гемоглобіну у крові на 11—48% [8]. Еритроцитопенія різного ступеню вираженості розвивалась у білих нелінійних щурів при хронічному (протягом 12 міс) надходженні з питною водою хлориду кадмію (0,5 мг/л за Cd), хлориду свинцю (5 мг/л за Pb) та їх комбінації [9]. Розвиток гіпохромної анемії реєстрували під впливом фосфорорганічних пестицидів (метафосу, метилнітрофосу, амідофосу) [10]. Щоденне введення протягом Достовірні зміни білої крові в цей термін спостереження в групах 2Х, 3Х і 4Х були відсутні, а в групі 1Х (достовірне відсоткове зменшення вмісту еозинофілів і моноцитів та підвищення — лімфоцитів без зміни їх абсолютної кількості) більш за все, носили випадковий характер.
У тварин, які зазнали дії g-опромінення, через 1 добу після останнього сеансу вірогідних змін з боку червоної крові не спостерігали. Слід зазначити, що серед клітинних елементів крові еритроцити є найбільш стійкими щодо дії ІВ. Так, доведено, що система еритропоезу у гризунів витримувала безперервне опромінення з потужністю дози 0,8-1 Гр за добу, тоді як інші компоненти крові є більш чутливими і можуть витримувати дози 0,5 Гр за добу [13]. У мишей, які отримували 0,5 Гр на добу, зниження кількості клітин еритроїдного ростку в кістковому мозку спостерігали після сумарної дози 40 Гр [14]. Доза 1 Гр викликала незначне зменшення кількості еритроцитів та концентрації гемоглобіну: лише на 5,13 і 1,29% відповідно. При дозі 5 Гр кількість еритроцитів зменшилась на 38,06%, а концентрація гемоглобіну — на 19,27%, при сумарній дозі 10 Гр — на 50,65 і 30,06% відповідно, тобто анемія розвивалась при доволі значних дозах опромінення і мала гіперхромний характер [15]. За хронічного g-опромінення собак в дозах 0,004, 0,01 і 0,025 Гр за добу залежна від дози еритроцитопенія виявлялась лише через 1000 діб коли сумарна доза опромінення досягла відповідно 4, 10 і 25 Гр [16].
У опромінених тварин з боку білої крові спостерігали дозозалежне зменшення кількості лейкоцитів без зміни лейкограми: в групі 4Р — на 29,3%, 3Р — 28,3%, 2Р — 22,7%, 1Р — 15,2%. Однак зазначені зміни виявилися невірогідними, мабуть, внаслідок обмеженої кількості спостережень при значній індивідуальній варіабельності показника. Одночасно за g-опромінення в сумарних дозах 2 Гр і 1 Гр зареєстровано вірогідне, порівняно з контролем, зменшення абсолютної кількості загальних нейтрофільних гранулоцитів взагалі (група 4Р) і сегментоядерних нейтрофілів (групи 3Р і 4Р). При цьому в групі 4Р дещо збільшувався індекс ядерного зсуву (0,05<р<0,1), тобто нейтропенія супроводжувалась зсувом лейкоцитарної формули ліворуч, у бік збільшення відносної кількості паличкоядерних нейтрофілів. Відомо, що клітинні елементи білої крові є доволі чутливими до дії радіації. Так, виражену лейкопенію (зниження більше, ніж у 3 рази) у білих щурів 3-місячного віку спричиняло одноразове тотальне g-опромінення в дозі 3,5 Гр [3]. Чітка тенденція до зниження кількості лейкоцитів у периферійний крові, переважно за рахунок гранулоцитів, була виявлена при хронічному (на протязі 2 років) опроміненні собак в дуже низьких дозах (0,31, 0,62 і 1,25 Гр на рік) [16].
Через 21 добу після останнього сеансу опромінення кількість еритроцитів у периферичній крові тварин усіх дослідних груп не відрізнялась від контролю (таблиця). В той же час, у тварин, які зазнали ?-опромінення у двох найменших дозах, дещо знизився гемоглобін (на 8,1 % у групі 1Р і 10,5% у групі 2Р), що, однак, не позначилось на кольоровому показнику. Зниження кількості лейкоцитів у тварин цих груп (на 20,7% у групі 1Р і 19,1% у групі 2Р) виявилось невірогідним. Суттєвих змін лейкограми не встановлено. Лише за опромінення в сумарній дозі 2 Гр (група 4Р) спостерігали тенденцію (0,05<р<0,1) до зменшення відносної кількості лімфоцитів, збільшення паличкоядерних нейтрофілів і, відповідно, збільшення індексу ядерного зсуву, а також вірогідне підвищення відносної кількості еозинофілів.
Поєднана дія суміші ХЗГ і g-випромінювання через 1 добу після припинення експозиції майже не відбилась на показниках червоної крові, за виключенням групи 1ХР, тварини якої зазнали впливу чинників в мінімальних дозах. У щурів цієї групи спостерігалось вірогідне, порівняно з контролем, зниження рівня гемоглобіну та кількості еритроцитів без зміни кольорового показника. В цей термін спостереження в групі 1Х при ізольованій дії ХЗГ і в групі 1Р при чотириразовому g-опроміненні в сумарній дозі 0,25 Гр вірогідних змін показників червоної крові не зареєстровано. За ізольованої дії обох чинників в групах 1Х і 1Р анемізуючий ефект спостерігали лише через 21 добу після припинення експозиції.
Зміни з боку білої крові були зареєстровані лише у тварин групи 4ХР, тобто при ПД ХЗГ і g-випромінювання в максимальних дозах. Вони проявлялись вираженою лейкопенією — зменшеннi кількості лейкоцитів на 56,7%, тобто більше ніж в 2 рази (р<0,05), без зміни лейкограми. В цей термін спостереження за ізольованої дії ХЗГ в групі 4Х вірогідних змін показників білої крові не зареєстровано, а чотириразове g-опромінення в сумарній дозі 2 Гр (група 4Р) призвело до недостовірного зменшення кількості лейкоцитів на 29,3%. Тобто, лейкопенія за ПД була більш вираженою, ніж при дії виключно ІВ, що свідчило про посилення дії радіації на тлі надходження в організм щурів суміші ХЗГ. В той же час, в групах 1ХР, 2ХР і 3ХР поглиблення слабкого лейкопенічного ефекту радіації при одночасній дії з ХЗГ не спостерігалось. Навпаки, кількість лейкоцитів у периферичній крові залишалась незмінною відносно контролю. Зменшення лейкопенічного ефекту за ПД одноразового g-випромінювання в дозі 3,5 Гр з хлорофосом, або лінданом, або ТМТД в дозах на рівні 1/2 ЛД50 відмічено в роботі в [3]. Особливо чітко це простежувалось при поєднанні ІВ з ТМТД, коли кількість лейкоцитів була в середньому на 25% вищою, ніж при ураженні однією радіацією.
Через 21 добу після припинення ПД суміші ХЗГ і g-випромінювання спостерігали еритроцитопенію (в групах 2ХР, 3ХР і 4ХР р<0,05, в групі 1ХР — 0,05<р<0,1) без зміни рівня гемоглобіну, що призвело до вірогідного підвищення кольорового показника (таблиця). Як свідчать дані [15], гіперхромний характер анемії притаманний хронічній дії g-випромінювання, тоді як при дії хімічних забруднювачів, зокрема свинцю, кадмію, деяких фосфорорганічних пестицидів, розвивається гіпохромія [6—8, 10]. В цей термін спостереження анемізуючий ефект виявлявся і при ізольованій дії досліджуваних чинників. Так, суміш ХЗГ призвела до зниження рівня гемоглобіну і еритроцитів в групах 1Х, 2Х і 3Х, g-опромінення — до зниження рівня гемоглобіну в групах 1Р і 2Р. Кольоровий показник при цьому залишався незмінним. При дії чинників в максимальній дозі звертає на себе увагу відсутність достовірних змін кількості еритроцитів за ізольованої дії в групах 4Х і 4Р (р<0,05) і наявність — за ПД (р<0,05), що може свідчити про посилення ефекту у разі g-опромінення на тлі дії ХЗГ. Це саме стосується і наступного рівня доз: в групі 3Х спостерігалась лише тенденція до еритроцитопенії (0,05<р<0,1), в групі 3Р достовірних змін не виявлено, за ПД в групі 3ХР — вірогідне зниження кількості еритроцитів на 20,1%.
З боку білої крові у віддалений термін після ПД суміші ХЗГ і g-випромінювання у тварин, які зазнали дії чинників в найбільших дозах, зареєстровано лейкопенію (р<0,001 в групі 4ХР, р<0,01 в 3ХР) без змін лейкограми, абсолютну нейтропенію (р<0,001 в обох групах) за рахунок достовірного зниження паличкоядерних і сегментоядерних нейтрофілів, абсолютну лімфопенію (р<0,01 в обох групах). В групі 2ХР спостерігали тенденцію (0,05<р<0,1) до таких самих змін. Крім того в групах 1ХР, 2ХР і 4ХР спостерігали моноцитопенію (р<0,05). При ізольованій дії обох чинників реєстрували недостовірну лейкопенію: кількість лейкоцитів зменшилась при дії ХЗГ в групах 3Х і 4Х на 23,0 і 30,5%, відповідно, за g-опромінення — в групах 1Р і 2Р на 20,7 і 19,1% відповідно. Тобто у віддалений термін при ПД хімічного і радіаційного чинників в найбільших дозах відбувалось поглиблення лейкопенічного ефекту. В той же час, в групах 1ХР і 2ХР при значно менших рівнях доз цього не спостерігали. Останнє може бути пов'язаним з тим, що деякі хімічні речовини призводять до лейкоцитозу. Зокрема нейтрофільний лейкоцитоз із зсувом ліворуч спостерігали при одноразовій пероральній дії децису в дозі на рівні 1/2 ЛД50 і його комбінації з фоксимом [12]. Стійке підвищення кількості лейкоцитів спричиняло одноразове пероральне введення в дозах на рівні 1/2 ЛД50 хлорофосу, ліндану і ТМТД. Саме цим пояснювалось зменшення лейкопенічного ефекту за ПД цих пестицидів з g-випромінюванням [3].
Висновки
1. Підгостра (протягом 28 днів) дія суміші ХЗГ, до складу якої входили пестициди різних хімічних класів, нітрати, солі свинцю та кадмію в малих дозах (від 1/50000 до 1/500 ЛД50), у віддалений термін після експозиції призводила до розвитку гемоглобін- та еритроцитопенії без зміни кольорового показника.
2. Чотириразове тотальне g-опромінення щурів в сумарній дозі 1 і 2 Гр через 1 добу після останнього сеансу спричиняло недостовірну лейкопенію з вірогідним зниженням абсолютної кількості нейтрофільних гранулоцитів за рахунок переважно сегментоядерних нейтрофілів.
3. ПД суміші ХЗГ в дозах на рівні 1/100 ЛД50 кожної речовини і чотириразового тотального g-опромінення в сумарній дозі 2 Гр через 1 добу після припинення експозиції призвела до вираженої лейкопенії із зменшенням кількості лейкоцитів більше, ніж у 2 рази без зміни лейкограми. Лейкопенія за ПД була більш вираженою, ніж при дії виключно ІВ, що свідчило про посилення дії радіації на тлі надходження в організм щурів суміші ХЗГ.
4. У віддалений термін спостереження після ПД ХЗГ і g-випромінювання в найбільших дозах відбувалось поглиблення, порівняно з ізольованою дією, лейкопенічного ефекту, розвивалась абсолютна нейтропенія і лімфопенія, які не супроводжувались змінами лейкограми. Крім того, ПД хімічного і радіаційного чинників у віддалений термін спричиняла еритроцитопенію гіперхромного характеру. Одночасна дія відносно високих доз ХЗГ і g-випромінювання посилювала, а низьких доз — послаблювала еритроцитопенічний ефект порівняно з ізольованою дією.
Література |