Оценка деформабильности эритроцитов крыс при влиянии пищевых добавок на основе природных цеолитов

В природе известно около 50 видов цеолитов, однако достаточными запасами и необходимыми для практического использования свойствами обладают только шесть из них: клиноптилолит, морденит, эрионит, шабазит, ферьерит и филлипсит, которые различаются между собой по типу кристаллической решетки, набору обменных катионов и количеству примесей. Кристаллическая структура цеолитов образована тетраэдрическими фрагментами SiO₄ и А1О 4 , объединенными общими вершинами в трехмерный каркас, пронизанный полостями и каналами. Адсорбционные свойства цеолитов могут использоваться для сушки, очистки и обессеривания сырья и отдельных продуктов нефти, для получения водорода, аммиака, ненасыщенных и ароматических углеводородов, удаления сернистого газа из промышленных выбросов в газовой, химической и нефтехимической отраслях, при получении кислорода, азота и аргона из воздуха. Одним из направлений применения цеолитов в народном хозяйстве является использование их в качестве фильтров для питьевой воды, дезактивации сред, загрязненных радионуклидами и выведения радионуклидов, депонированных в организме.

Именно биогенность химического состава природных цеолитов, его потенциал в качестве источника макро- и микроэлементов обуславливает многообразие применения их в здравоохранении, но при условии обеспечения экологических гарантий безопасности цеолитов для человека. Однако в настоящее время не достаточно изучено влияние пищевых добавок на основе природных цеолитов на реологические показатели крови.

Целью нашей работы было исследовать влияние цеолитов в составе пищевых добавок на реологию эритроцитов крыс.

В связи с этим были сформулированы следующие задачи:

• 1.    Изучить влияние природных цеолитов на деформабильность эритроцитов беспородных белых крыс.

• 2.    Исследовать изменения в составе лейкоцитарной формулы крови беспородных белых крыс под воздействием цеолитов в составе пищевых добавок.

• 3.    Проследить морфологические изменения в составе крови крыс, вызванные использованием цеолитов в качестве пищевых добавок к корму.

В нашей работе изучалось влияния природных цеолитов, используемых в качестве пищевой добавки, на деформабильность эритроцитов и гемостатические показатели периферической крови. Исследование было выполнено на половозрелых беспородных крыса самцах, массой 100-200 грамм (20 особей). Животные были разделены на две группы: опытную — 10 крыс и контрольную — 10 крыс. Все животные первоначально содержались в стандартных условиях вивария на полноценной диете (овес, рис, овощи и т. п.) и были одного возраста (3-х месяцев). Опыты проводились в весенний период (март) днем с 12 до 16 часов. В корм исследуемых животных добавляли порошкообразный цеолит Шивуртуй-ского месторождения (95% клиноптиолит и его геохимические разновидности; фракция 0-1 мм), из расчета 5% от массы сухого корма. По истечении контрольного срока, составляющего одну неделю, исследовались реологические свойства крови животных. Кровь забирали из надреза кончика хвоста в гепаринизированные капилляры, после чего оценивали деформабильность эритроцитов методом лазерной дифрактометрии с использованием устройства для оценки деформабильности эритроцитов, разработанном и сконструированном на кафедре анатомии и физиологии человека и животных Тюменского государственного университета (патент РФ № 2236009). Подсчет и анализ лейкоформулы проводили по общепринятым методам.

Первые два дня животные опытной группы неохотно принимали пищу, содержащую цеолиты в качестве пищевых добавок. Такое поведение животных по внешним признакам можно было ассоциировать с состоянием, близким к стрессу. Весьма информативным приемом оценки состояния реакции периферической крови на особое состояние организма (изменение привычного рациона питания) является расчет показателя лимфоцитов и сегментоядерных нейтрофилов [1], так как они являются основными клетками-маркерами, реагирующими на различные внешние изменения.

Зарегистрированное увеличение числа лейкоцитов при воздействиях, связанных с изменениями в привычном характере существования организма, изменении рациона питания в опытах с цеолитом причинно обусловлено. Увеличение числа лейкоцитов при стрессах различного генеза возникает в результате выброса зрелых гранулоцитов из различных депо, главным образом из костного мозга. Нельзя исключить возникновения лейкоцитоза за счет мобилизации клеток из пристеночного пула в циркуляторный . В опытах с цеолитом было зарегистрировано увеличение количества лейкоцитов 6,03 ± 0,19 х 10⁹/л по сравнению с контрольными показателями 4,40 ± 0,11 х 10⁹/л.

Теоретически результаты исследования могли быть предопределены. Во-первых, ион-нобменные свойства цеолитов меняют рН и ионный состав гастроинтестинальных жидкостей, изменяют активность секретируемых энзимов ЖКТ. Во-вторых, цеолиты могут абсорбировать некоторое количество низкомолекулярных субстанций, образующихся в процессе пищеварения (глюкоза, аминокислоты). Кроме того, часть цеолитов в гастроинстециальном тракте могут полностью гидратироваться, причем низкомолекулярные субстанции могут адсорбироваться на значительной поверхности, но не внутри полостей. В-третьих, из цеолитов высвобождаются активные полисиликатные анионы, но их возможности ограничены низкой растворимостью в физиологических условиях организма. В результате этих реакций возникают значительные (общие) изменения электролитов в организме, печени и почках. Также имеют место гематологические изменения. В перечне подтвержденных значимых эффектов клиноптилолита есть его антине-опластическая активность. Так, у опытных крыс наблюдалось достоверное увеличение сегментоядерных и палочкоядерных нейтрофилов (25,73±17,40 (р<0,01) и 1,55±0,21) в опыте, по сравнению с контрольными показателями (16,75±2,03 и 0,75±0,25). Сегментоядерные нейтрофилы, являются одним из факторов неспецифической резистентности, так как обеспечивают фагоцитоз в тканях и на поверхности слизистых [2]. Что касается лимфоцитов, клеток, ответственных за специфический иммунитет, то нами было отмечено их достоверное уменьшение в опыте с цеолитом (70,73±1,99 (р<0,01) по сравнению с контролем 79,30±1,99). Возможно, лимфоцитопения развивалась в результате повышенного выхода клеток из кровотока [3]. У крыс опытной группы наблюдалось незначительное увеличение числа моноцитов по сравнению с контрольной группой. Моноциты способны трансформироваться в различные виды макрофагов, поэтому их роль в адаптационных реакциях велика. Одной из важных причин увеличения моноцитов является снижение экспрессии интегринов на моноцитах, что препятствует адгезии этих клеток к сосудистому русту [4].

На основании выше изложенного можно сделать вывод о том, что опыт с цеолитом вызвал в организме животных сложную перестройку количественных показателей белой крови. В результате проведенного опыта было обнаружено достоверное снижение деформируемости эритроцитов. Возможно, это обусловлено структурными изменениями на уровне мембран клеток в результате роста внутриклеточного содержания гемоглобина и снижением концентрации АТФ, а также изменением величины отношения площади поверхности эритроцита к его объему. Низкая деформа-бильность эритроцитов крыс опытной группы может быть и следствием увеличения концентрации гемоглобина и роста вязкости внутриклеточного содержимого в результате потери эритроцитами воды.

Выводы:

• 1.    В результате действия цеолита в качестве пищевой добавки к корму крыс деформируемость эритроцитов достоверно снизилась.

• 2.    Значения показателей лейкоформулы крови крыс после действия цеолита претерпели достоверные изменения: количество лейкоцитов, палочкоядерных и сегментоядерных нейтрофилов повысилось, эозинофилов и лимфоцитов понизилось.

• 3.    Данные морфометрических показателей указывают на преобладание в циркуляции эритроцитов с меньшим диаметром, по сравнению с кровью крыс контрольной группы.