Cостояние иммунной системы у крыс разного возраста при действии тяжелых металлов и раундапа

Опыты проводили на лабораторных нелинейных белых крысах-самцах трех возрастных групп: полового созревания, половой зрелости и старые животные, которым внутрижелудочно в течение 30-ти суток вводили водные растворы ацетата свинца, сульфата меди и глифосата (в форме гербицида раундапа). Установлено, что у крыс при комбинированном действии глифосата (в форме раундапа), ацетата свинца, сульфата меди с возрастом увеличивается содержание циркулирующих иммунных комплексов. Под действием тяжёлых металлов и раундапа концентрация иммуноглобулинов понижается в крови крыс всех возрастных групп.

ABSTRACT

The experiments were carried out on laboratory nonlinear white male rats of three age groups: puberty, mature and old animals. The rats received intragastrically for 30 days the lead acetate, copper sulfate, glyphosate (in herbicide Roundup). It has been established that the content of circulating immune complexes increases as a result of combined action of glyphosate (in form of Roundup herbicide), Lead acetate, Copper sulfate in different age rats. There was a significant decrease concentration of immunoglobulins in the blood of all age groups rats.

Ключевые слова: иммунная система, иммуноглобулины, цитокины, глифосат, ацетат свинца, сульфат меди.

Keywords: immune system, immunoglobulins, cytokines, glyphosate, lead acetate, copper sulfate.

Попадая в клетки, ионы свинца, меди (как и многих других тяжелых металлов) дезактивируют ферменты за счет связывания сульфгидрильных групп белковой составляющей ферментов и образования -S-Pb-S-, S-Cu-S- комплексов. Свинец замедляет познавательное и интеллектуальное развитие детей. Под действием свинца увеличивается кровяное давление, что вызывает сердечно-сосудистые заболевания, нарушается функционирование нервной системы, что сопровождается головной болью, головокружением, повышенной раздражительностью, нарушением сна, ухудшением памяти, мышечной гипотонией, потливостью. Свинец может заменять кальций в костях, становясь постоянным источником отравления. Органические соединения свинца еще более токсичны. Избыточное количество меди вызывает подобные нарушения биологических функций организма человека [1, 2, 9]. Не менее токсичными являются фосфорорганические пестициды, которые влияют на нервную мышечную и другие системы человека [3, 12].

Целью нашей работы было исследование влияния комбинированного действия ацетата свинца, сульфата меди и глифосата в форме Раундапа на иммунную систему крыс разного возраста.

Опыты проводили на лабораторных нелинейных белых крысах-самцах трех возрастных периодов: полового созревания (молодые, масса тела 70-90 г и возраст 1-3 месяцев), половозрелые (масса 170-210 г и возраст 5-8 месяцев) и старые (масса тела 250-300 г и возраст 20-24 месяцев) животные. Возраст крыс определяли по схеме В.И. Махинько и Н.Н. Никитина [7].

Интоксикацию у крыс моделировали путем одновременного и раздельного ежедневного приема внутрижелудочно в течение 30 суток водных растворов ацетата свинца в дозе 11 мг/кг массы тела (1/20 LD₅₀), сульфата меди в дозе 13 мг/кг массы тела (1/20 LD₅₀), глифосата (в форме гербицида раундапа) в дозе 250 мг/кг массы тела (1/20 LD₅₀). В качестве контроля использовали интактных крыс соответствующего возраста, которым вводили питьевую водопроводную дехлорированную воду.

Подопытные животные всех возрастных периодов были распределены на следующие группы: I – интактные (контрольные), II – животные, которым вводили ацетат свинца, ІІІ – сульфат меди, IV – раундап, V – животные, которым вводили все вышеперечисленные токсиканты. На 31-е сутки после последнего введения ксенобиотиков животных выводили из эксперимента в условиях тиопентал-натриевого наркоза.

Гуморальную систему иммунитета оценивали по уровню иммуноглобулинов класса IgA, IgM, IgG в сыворотке крови биохимическим методом [5].

Все подопытные крысы находились в виварии ГВУЗ “Тернопольский государственный медицинский университет имени И.Я. Горбачевского МОЗ Украины” на стандартном рационе в соответствии с санитарно-гигиеническими нормами. Все эксперименты и содержание животных проводили в соответствии с национальными (Закон Украины № 3447-IV "О защите животных от жестокого обращения", 2006) и международными («Европейская конвенция о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов и других научных целей», Страсбург, 1986) общими правилами и рекомендациями о гуманном обращении с лабораторными животными [4, 6, 11].

Статистическую обработку цифровых данных осуществляли с помощью программного обеспечения Excel (Microsoft, США) и Statistica 6.0 (Statsoft, США) с использованием непараметрических методов оценки полученных данных. Для всех показателей рассчитывали значение средней арифметической выборки (M), ее дисперсию и ошибку среднего (m). Достоверность различий значений между независимыми количественными величинами определяли с помощью критерия Манна-Уитни. Изменения считали статистически достоверными при р < 0,05 [10].

На возрастные особенности функционирования иммунной системы влияют как экзогенные, так и эндогенные факторы [8]. Нами проведены исследования по изучению влияния солей тяжёлых металлов и глифосата в форме раундапа на гуморальную иммунную систему.

Результаты наших исследований показали, что с возрастом повышается концентрация циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК) и иммуноглобулинов в сыворотке крови интактных животных (табл. 1). Так содержание ЦИК в крови взрослых крыс выше на 40 %, а старых – на 65 % по сравнению с неполовозрелыми животными. Такую тенденцию наблюдали при анализе концентрации иммуноглобулинов. Введение крысам раствора ацетата свинца привело к росту ЦИК во всех возрастных группах. Этот показатель у молодых животных вырос на 57 %, а у взрослых и старых – на 29 % и 53 %, соответственно, по сравнению с контролем. При комбинированном действии всех изученных ксенобиотиков содержание ЦИК выросло в сыворотке крови неполовозрелых животных на 96 %, половозрелых – на 42 %, старых – на 68 %.

При анализе комбинированного и раздельного влияния солей тяжелых металлов и раундапа на концентрацию иммуноглобулинов в сыворотке крови мы наблюдали уменьшение этих показателей во всех возрастных группах и при действии всех ксенобиотиков. Наименее выраженные изменения концентрации иммуноглобулинов наблюдались при действии сульфата меди, так у молодых крыс концентрация IgA составляла 85 %, IgG – 88 %, IgM – 86 % от уровня иммуноглобулинов у интактных животных. В организме взрослых крыс, получавших сульфат меди, концентрация иммуноглобулинов снизилась на 5-7 %, а у старых крыс концентрация IgA изменилась на 23 %, IgG – на 11 %, IgM – на 27 % в сравнении с контролем.

При использовании как ксенобиотика раундапа, мы наблюдали более значительные изменения концентрации иммуноглобулинов в сыворотке крови молодых и старых крыс в сравнении с взрослыми животными. Так в сыворотке крови молодых и старых животных концентрация IgA и IgM составляла 80 %, а IgG – 72 % и 79 % соответственно, от уровня иммуноглобулинов интактных животных. Это можно объяснить тем, что у молодых крыс еще не сформирована окончательно иммунная система, а у старых животных наблюдается дисфункция иммунитета [5].

При комбинированном действии раундапа, сульфата меди и ацетата цинка концентрация иммуноглобулинов в сыворотке крови молодых крыс снизилась на 38% для IgA, на 32 % для IgG, на 25 % для IgM.

Анализируя данные наших исследований можно считать, что использованные токсиканты подавляют функции клеточного звена иммунитета у животных всех возрастов, особенно – у животных молодого возраста, у которых еще недостаточно сформирована иммунная система.

Таблица 1.

Показатели гуморального иммунитета в сыворотке крови крыс разного возраста при действии ацетата свинца, сульфата меди, глифосата и их сочетания (М±m; n=10)

Примечание: * – достоверные отличия показателей от интактных животных (р < 0,05).

По результатам проведенных исследований установлены иммунологические изменения в организме животных всех возрастных групп при действии солей тяжелых металлов и фосфорорганического пестицида раундапа.