Проблемы экологической патологии: биохимические показатели крови при свинцовой интоксикации

В работе представлены результаты исследований о влиянии свинца на биохимические показатели крови животных. Показано, что свинцовая токсемия приводит к изменению интегральных биохимических показателей крови крыс, что свидетельствует о нарушении гомеостаза.

Современная патология человека тесно связана с окружающей средой, т. е. зависит от состояния почвы, воздуха, воды, флоры и фауны. Среди токсических веществ, вызывающих существенные сдвиги обменных процессов, особое место занимает свинец. Интоксикация им возможна как в производственных условиях, так и при проживании на территории, загрязненной солями тяжелых металлов. Для Саранска это актуальная проблема, так как некоторые промышленные предприятия, расположенные близко к центру города в жилых кварталах, существенно загрязняют окружающую среду. Свинцовая интоксикация возможна и в быту при употреблении самогона, пищевых продуктов, долго хранящихся в керамической посуде, изнутри покрытой глазурью из свинца, и курении [2].

Свинец и его соединения попадают в организм через дыхательные пути, с пылью, аэрозолями, парами, через желудочно-кишечный тракт с пищей, водой, при несоблюдении правил гигиены и частично через кожные покровы. Известно несколько видов химических соединений свинца, подразделяемые на органические (тетраэтилен свинец, или ТЭС) и неорганические, наиболее токсичные, так как они легко растворяются в биологических жидкостях. Это ацетат свинца РЬ(СН3СОО)2х ЗН2О, (его еще называют свинцовым сахаром; свинцовые белила 2РЬСО3 х РЬ(ОН)2, или основной свинца карбонат; свинцовый уксус РЬ(СНЭСОО)2 х РЬ(ОН)2; хлорид свинца

РЬС12 и нитрат свинца Pb(NO3)2. Через кожу ТЭС проникает при работе с ним, а также при употреблении в быту свинцово-содержащих мазей, театрального грима, губной помады, свинцовых примочек. Свинец относится к ядам, обладающих кумулятивным действием, выводится очень медленно, так как депонируется в костной ткани, мышцах, печени, почках, головном мозге, миокарде и в лимфатических узлах.

Достаточно хорошо изучен механизм влияния свинца на синтез порфиринов и гема с появлением «свинцовой анемии», на жизнеспособность эритроцитов, на состояние центральной нервной системы (ЦНС), вызывая энцефалопатии и перевозбуждения вегетативной нервной системы [3].

Нами в течение довольно длительного времени исследуются механизмы эндогенной интоксикации (ЭИ) организма при экологически неблагоприятных условиях внешней среды, в том числе под влиянием солей тяжелых металлов.

В работе рассматривается влияние ацетата свинца на интегральные биохимические показатели крови крыс. В эксперименте животным добавляли в питьевую воду ацетат свинца в количестве 100 мг на килограмм массы в течение 7-го, 14-го и 21-го дней. Сравнение вели с показателями крови контрольных животных.

Основными параметрами крови крыс явились уровень интенсивности перекисного окисления липидов (ПОЛ) и антиокис-лительной активности (АОА), содержание

токсических форм среднемолекулярных лярных циркулирующих иммунных комп-пептидов (МСМ) и низко- и среднемолеку- лексов (табл. 1).

Таблица 1

Биохимические показатели крови крыс (контроль)

Параметр, единица измерения	М ± m
ПОЛ, имп/с	0,16 ± 0,01
АОА	0,023 ±0,002
МСМ, у. е.	15,5 ± 0,60
ЦИК, у. е.	10,5 ± 0,20

Каждый из определяемых показателей крови демонстрирует состояние биохимических систем гемостаза. Так, содержание продуктов ПОЛ является показателем повреждения клеточных мембран вследствие окисления липидов. Это приводит к накоплению токсических продуктов липоперокси-дации: первичных — диеновых и триено-вых конъюгатов, вторичных — малонового диальдегида (МДА) и конечных — оснований Шиффа. Они способствуют высвобождению кислых протеаз и гидролизу белков мембран. Увеличение концентрации в крови соединений хотя бы одного из этих продуктов свидетельствует об активации окисления липидов [4].

Чаще всего об активности ПОЛ судят по количеству МДА. Ограничению этого процесса способствуют ферменты и природные антиоксиданты, образующие антиокис-лительную систему, о величине которой судят по показателю АОА — антиоксидантной активности. Интегральный показатель, характеризующий состояние сбалансированности про- и антиоксидантной систем, может характеризовать индекс отношения величин АОА/ПОЛ. Использование хемилюминесцентного метода позволяет определить величину ПОЛ и АОА.

Особое значение имеет показатель содержания молекул средней массы. Это низкомолекулярные катаболические продукты, включающие вещества различной природы — мочевину, креатин, аминокислоты, жирные кислоты, холестерин, продукты свободнорадикального окисления и др. Основную часть МСМ составляют вещества пептидной природы — показатель анаболического обмена.

Особое значение придается низко- и среднемолекулярным циркулирующим иммунным комплексам (ЦИК), которые образуются при угнетении синтеза антител и повышении токсинов. Образующиеся комплексы АТ-АГ не узнаются компонентами комплемента и рецепторами мембран фагоцитов. Их избыточное количество индуцирует рост вторичных неблагоприятных эффектов, в частности деструктивно-воспалительных процессов в клубочковом аппарате почек, суставах, сердечно-сосудистой системе [5].

Наши исследования показали, что уже через 7 дней после начала эксперимента ацетат свинца изменяет значение всех показателей (табл. 2).

Таблица 2

Влияние свинца на уровень эндогенной интоксикации в крови крыс

Группа животных	Продолжительность опыта, сутки	Доза ацетата свинца, мг/ кг	ПОЛ, ими/с	АОА	АОА / ПОЛ	МСМ	ЦИК
Контроль	—	—	0,16+0,01	0,024 ± 0,002	0,15	15,5 ± 0,60	19,5 ± 0,20
Экспери-ментальная	7	100	0,26 ± 0,01	0,023 + 0,002	0,09	17,4 ± 0,20	15,3 ± 0,20
	14		0,30 + 0,04	0,022 ± 0,001	0,07	17,9 ±0,48	21,9 ± 1,20
	21		0,70 ± 0,03	0,020 ± 0,001	0,03	21,2 ±0,37	23,2 ± 1,24

Так, на 62,5 % усиливается ПОЛ, на 45 % — содержание ЦИК, на 12,3 % — количество молекул средней массы. Достаточно устойчива антиоксидантная защита, однако индекс АОА/ПОЛ уменьшился на 40 %, т. е. нагрузка организма свинцом в значительной степени изменяет иммунный и биохимический гомеостаз системы крови, что подтверждает результаты Кундиева и соавторов (2001 г.) об угнетении фагоцитарной активности лимфоцитов вследствие резкого снижения активности гуморального регуляторного звена фагоцитоза.

Продление нашего эксперимента до трех недель выявило значительные сдвиги в показателях крови, что свидетельствует о высоком уровне ЭИ. Активность ПОЛ выросла в 4,4 раза по сравнению с контрольными значениями, АО А уменьшилась на 16,7 %, индекс АОА/ПОЛ — на 80 %, что свидетельствует не только о разрушительном влиянии свинца на мембраны клеток крови, но и о нарушении функций клеток печени и селезенки.

Наличие иммуннотоксического действия ацетата свинца подтверждено накоплением в крови токсических форм ЦИК: к 21-му дню эксперимента их содержание в крови возросло в 22 раза. Высокий уровень ЭИ при избытке антигенов и недостатке антител приводит к образованию нерастворимых комплексов. При связывании с ними компонентов комплемента образуются продукты

СЗа и С5а — анафилотоксины. Они способны высвобождать биологически активные факторы тучных клеток (гистамин, протеолитические ферменты), которые повышают проницаемость сосудов и привлекают в зоны воспаления полиморфноядерные лейкоциты, фагоцитирующие ИК. Если ИК соединяются с базальной мембраной и не могут быть фагоцитированы, то происходят выброс активных ферментов из лейкоцитарных гранул и стимуляции воспаления.

Одним из важнейших показателей ЭИ является уровень низкомолекулярных МСМ. Основной путь их пополнения — усиление протеолиза белков. При свинцовой интоксикации этот показатель увеличивается на 49,7 % к 21-му дню эксперимента. Между показателями МСМ и ПОЛ существует определенная зависимость, которая выражается в усилении липопероксидации под влиянием токсинов, в частности МСМ.

Таким образом, обладая значительной цитотоксической активностью свинец, по образному выражению некоторых авторов [1], вызывает метаболический «внутриклеточный хаоо с определенными сдвигами прежде всего биохимических показателей крови, по величине которых можно судить о степени нарушения гомеостаза. Исследуемые нами показатели эндогенной интоксикации являются маркерами уровня свинцовой токсемии.