Состояние эритроцитарных мембран при нитритной гипоксии и ультрафиолетовом облучении

(УФ-облучение), которое используется в защитных целях при воздействии различных стрессовых факторов, однако сведения об использовании этого вида излучения в целях защиты при нитритной интоксикации практически отсутствуют.

Цель работы: изучение кислотной резистентности эритроцитов и активности каталазы в сыворотке крови при нитритной и УФ-облучении.

Материалы и методы. Опыты проводили на белых крысах весом 180-200 г, содержащихся в условиях вивария на обычном рационе в весенний период года. Животные были разделены на группы: 1 группа – интактные животные; 2 группа – крысы, которым внутрибрюшинно вводили нитрит натрия в дозе 5 мг/100 г., эта доза вызывает нитритную гипоксию средней тяжести; 3 группа – животные, подвергавшиеся УФ-облучению в режиме возрастающих биологических доз (максимальная доза 63 эр/м²) в течение 7 дней; 4 группа – животные, которым вводили нитрит натрия после УФ-облучения. В каждой группе использовали по 10 животных. В нужный момент у животных забирали кровь. В плазме крови определяли кислотную резистентность эритроцитов [10] и активность каталазы [8]. Полученные результаты подвергали статистической обработке по методу малой выборки [9].

Результаты и их обсуждение. Результаты исследования представлены на рис. 1 и табл. 1, 2. Как следует из наших данных кислотная эритрограмма интактных животных отличается от эритрограмм животных опытных групп.

Начальные участки эритрограммы отражают предгемолизные изменения эритроцитов с переходом в сферическую форму, что приводит к изменению оптической плотности. Учитывая, что при патологии возможно появление группы низкостойких эритроцитов, гемолиз которых может повлиять на величину оптической плотности, связанной с предгемолизными изменениями, мы сочли возможным не исключать начального участка из расчета. Продолжительность эритрограммы интактных животных составляет 5,5 мин, она имеет одну вершину и указывает на однородность эритроцитарной популяции, соответствующей нормобластическому типу кроветворения. Вершина пика эритрограммы располагается на четвертой минуте. В этой точке гемолизирует 39,4% эритроцитов. Доля эритроцитов с минимальной стойкостью в интервале 0,5-3 мин составляет 6,3%, эритроциты со средней стойкостью в интервале 3,5-4,5 мин составляет 76,0% и максимальной стойкостью в интервале от 5,0-19,4%.

Рис. 1. Кислотные эритрограммы: 1 - интактные животные, 2 - на следующий день после введения нитрита натрия (5 мг/100г); 3 - многократное УФ-облучение;

4 - на следующий день после введения нитрита натрия УФ-облученным животным.

Таблица 1. Показатели кислотной резистентности эритроцитов крыс при нитритной итоксикации и УФ-облучении (M±m, n =10)

Дестабилизация эритроцитарных мембран при воздействии различных экстремальных факторов сопровождается выходом эритроцитарных ферментов в плазму крови. В наших опытах показано, что через час после введения нитрита натрия в дозе 5 мг/100 г. массы тела активность каталазы в сыворотке крови возрастает на 66,2%. Повышение активности эритроцитарного фермента в сыворотке крови свидетельствует о развитии гемолитических процессов в эритроцитах и согласуется с данными [13] подавления активности каталазы в эритроцитах при введении нитрита натрия и развитии гемической гипоксии. Высокий уровень активности каталазы в сыворотке крови сохраняется и на следующий день после перенесенного нитритного стресса (табл. 2).

Таблица 2. Активность каталазы (мкмоль/мг/мин) в сыворотке крови при нитритной интоксикации и УФ облучении (n=10)

Примечание: * - достоверные различия по отношению к контролю; ** - достоверные различия по отношению к УФ облученным животным

Эритрограмма следующего дня характеризуется левым сдвигом и сокращением времени гемолиза эритроцитов. Вершина пика эритрограммы животных этой группы располагается на 2,5 минуте. К этому времени гемолизирует 47,7% эритроцитов. Доля эритроцитов с низкой стойкостью составляет 91,5%, доля среднестойких - 8,0%. Точка минимальной резистентности эритроцитов составляет 1,5 мин, максимальной резистентности - 3,5 мин. Различие интервалов стойкости эритроцитов контрольной и опытной группы животных составляет 2 минуты. Это свидетельствует о том, что наиболее многочисленная группа эритроцитов в крови контрольных животных имеет большую стойкость, чем основная группа эритроцитов животных, подвергшихся воздействию нитрита натрия.

Снижение стойкости эритроцитов при нитритной гипоксии возникает в общем комплексе реакций организма на тканевую гипоксию, вследствие активации перекисного окисления липидов [4]. Гипоксия сопровождается изменением пластических свойств мембраны эритроцитов, снижение ее ригидности. Эритроциты могут принимать форму эхиноцитов, стоматоцитов, нарушается К+ \а' градиент, активность фермента [2]. Снижение кислотной резистентности эритроцитов, смещение основного пика влево и сокращение длительности гемолиза в результате физико-химической модификации эритроцитарных мембран и их дестабилизации обнаружено при воздействии различных токсикантов [3]. Учитывая защитные возможности УФ-облучения в следующей серии опытов нами исследовались кислотная резистентность и активность каталазы в сыворотке крови после облучения в режиме возрастающих биологических доз.

Под влиянием УФ-облучения в клетках крови усиливается экспрессия и активность целого ряда мембранных рецепторов, антигенов, активности ферментов, изменяются многие свойства самой мембраны - ее деформируемость, проницаемость для ионов, газов, метаболитов [12], улучшаются реологические свойства крови и микроциркуляция, усиливается оксигенация крови. Вместе с тем одним из эффектов УФ излучения на молекулярном уровне является повышение интенсивности перекисного окисления липидов (ПОЛ), которое может происходить как непосредственно из-за увеличения оксигенации крови, так и благодаря усилению образования фотоиндуци-рованных свободных радикалов. Однако активация процессов ПОЛ при действии физиологических доз УФ-облучения, сопровождается адекватным или несколько большим усилением активности ферментов антиоксидантной защиты, что является проявлением адаптоген-ного и стимулирующего действия облучения [7].

Нами показано, что под воздействием УФ-облучения происходит значительное повышение активности каталазы в сыворотке крови (в 2,2 раза). Очевидно, увеличение активности фермента в сыворотке крови происходит в результате активации биосинтеза и повышения его уровня в эритроцитах. Кислотная эритрограмма крыс после УФ-облучения обнаруживает сдвиг вправо и появление второго пика, связанного с выбросом в кровеносное русло высокостойких эритроцитов, хотя эритроцитарная популяция в целом неоднородна. Точка минимальной резистентности приходится на 3,5 мин, точка максимальной резистентности - на 13,5 мин. Максимум вершины первого пика эритрограммы приходится на 5 минуту, при котором гемолизируют 21% эритроцитов, максимум второго пика - на 13 минуту, к этому времени гемолизирует 30% эритроцитов. Таким образом, наиболее многочисленная группа эритроцитов в крови облученных животных имеет большую стойкость, по сравнению с необлученными животными. Появление дополнительного максимума справа от основного, смещение точки минимальной резистентности эритроцитов до 3,5 минуты, растяжение левого крыла эритрограммы первой вершины свидетельствуют о повышении устойчивости эритроцитарных мембран при УФ-облучении. Особенности эритрограммы УФ- облученных животных очевидно являются следствием стимулирующего воздействия УФ лучей на процессы гемопоэза.

Эритрограмма животных, которым вводили нитрит натрия после многократного УФ-облучения незначительно изменяется. Эритрограмма имеет также две вершины, однако максимум первой вершины смещен влево к 4,5 минуте, очевидно в результате гемолиза старых эритроцитов. Точка минимальной резистентности сохраняется на 3,5 мин, несколько увеличивается количество эритроцитов со стойкостью 4 минуты. Точка максимальной резистентности составляет также 13,5 мин, при этом максимум второй вершины несколько ниже и число эритроцитов, подвергшихся гемолизу к 13 мин составляет 23%. Увеличение активности каталазы в сыворотке крови происходит в меньшей степени, чем при нитритной интоксикации у необлученных животных.

Выводы: УФ-облучение благотворно влияет при нитритной интоксикации. Вместе с тем неоднородность эритроцитарной популяции при использованной схеме облучения свидетельствует лишь о начальных этапах адаптивных изменений в системе крови. Эти изменения еще не приводят к появлению однородной популяции эритроцитов и дают основание для дальнейших исследований.