zurniimtpeМедицина труда и промышленная экологияRussian Journal of Occupational Health and Industrial Ecology1026-94282618-8945FSBSI “Izmerov Research Institute of Occupational Health”10.31089/1026-9428-2023-63-8-551-557gxexpkzurniimtpe-3254Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯBRIEF REPORTSЭкспериментальное исследование количественных и корпускулярных свойств лейкоцитов крыс под воздействием рудыExperimental study of quantitative and corpuscular properties of rat’s leukocytes under the influence of orehttps://orcid.org/0000-0001-8186-8204АюповаАльбина Р.AyupovaAlbina R.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3923-2736ЗиякаеваКлара РашитовнаZiyakaevaKlara R.

Доцент кафедры нормальной физиологии ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет», кандидат биологических наук.

e-mail: klazia@yandex.ru

The Associate Professor at the Department of Normal Physiology of the Bashkir State Medical University, Cand. of Sci. (Biol.).e-mail: klazia@yandex.ru

 

klazia@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1983-1392КаюмоваАлия Ф.KayumovaAliya F.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7633-4264ШамратоваВалентина Г.ShamratovaValentina G.noemail@neicon.ruФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава РоссииРоссияBashkir State Medical UniversityRussian Federation202305092023638551557Copyright © Аюпова А.Р., Зиякаева К.Р., Каюмова А.Ф., Шамратова В.Г., 20232023Аюпова А.Р., Зиякаева К.Р., Каюмова А.Ф., Шамратова В.Г.Ayupova A.R., Ziyakaeva K.R., Kayumova A.F., Shamratova V.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.journal-irioh.ru/jour/article/view/3254Введение

Введение. Работники горнодобывающей промышленности находятся в зоне риска, так как в их организме могут накапливаться соединения тяжёлых металлов, которые входят в состав медно-цинковой колчеданной руды. Одним из чувствительных звеньев организма к действию тяжёлых металлов является кровь, в которой ведущую роль играют лейкоциты.

Цель исследования — изучить влияние медно-цинковой колчеданной руды на количественные и корпускулярные свойства лейкоцитов периферической крови.

Материалы и методы

Материалы и методы. Экспериментальное исследование проводили на 48 белых беспородных крысах-самцах в возрасте 3–4 месяца, массой 210,5±10,5 г. В течение 30 дней крысам ежедневно перорально вводили водную суспензию порошка руды в дозе 600 мг/кг массы тела животного. В исследуемом образце руды доля свинца и кадмия составила 0,060% и 0,009% соответственно. По условию эксперимента крысы были разделены на следующие группы: контрольная группа, в которой крысы не получали руду; опытная группа, в которой крысы получали руду в течение 10 суток; опытная группа, в которой крысы получали руду в течение 20 суток; опытная группа, в которой крысы получали руду в течение 30 суток. Измерения показателей крови проводили на ветеринарном полуавтоматическом гематологическом анализаторе Vet Exigo 19 (Швеция), на котором определяли следующие лейкоцитарные показатели: общее количество лейкоцитов, абсолютное количество лимфоцитов, моноцитов и гранулоцитов. На основе выдаваемых прибором гистограмм распределения клеток по объёму рассчитывали средний объем лимфоцитов, гранулоцитов, моноцитов. Для оценки статистической значимости различий переменных использовали U-критерий Манна–Уитни.

Результаты

Результаты. В опытной группе животных после 30-дневной интоксикации рудой средний объём и количество гранулоцитов и моноцитов статистически увеличилось по сравнению с контролем. Выявлена корреляция между параметрами распределения клеток и средним объёмом в популяциях лейкоцитов в разные сроки интоксикации рудой.

Заключение

Заключение. Результатом воздействия медно-цинковой колчеданной руды на состояние лейкоцитарного звена периферической крови явилось увеличение к 30-м суткам эксперимента средних по популяции объёмов всех типов лейкоцитов, обусловленное изменением соотношения количества клеток разных размеров и степени гетерогенности популяций.

Ограничения исследования

Ограничения исследования. Ограничением данного исследования является модель перорального введения медно-цинковой колчеданной руды в виде водной суспензии.

Этика

Этика. Исследование проведено с соблюдением «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных». Исследование одобрено локальным этическим комитетом ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава РФ, протокол № 5 от 13.09.2017.

Участие авторов

Участие авторов:Аюпова А.Р. — концепция и дизайн исследования, сбор и обработка данных, написание текста;Зиякаева К.Р. — сбор и обработка данных, написание текста;Каюмова А.Ф. — концепция и дизайн исследования, редактирование;Шамратова В.Г. — редактирование.

Благодарности

Благодарности. Авторы выражают благодарность Павлову В.Н., академику РАН, ректору ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава РФ, за помощь в проведении исследования.

Финансирование

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дата поступления

Дата поступления: 23.06.2023 / Дата принятия к печати: 18.08.2023 / Дата публикации: 05.09.2023

Introduction. Mining industry workers are at risk, as heavy metal compounds that are part of copper-zinc pyrite ore can accumulate in their bodies. One of the sensitive parts of the body to the action of heavy metals is blood, in which leukocytes play a leading role.

The study aims to explore the effect of copper-zinc pyrite ore on the quantitative and corpuscular properties of peripheral blood leukocytes.

Materials and methods. A group of researchers have conducted an experimental study on 48 white mongrel male rats aged 3–4 months, weighing 210.5±10.5 g. For 30 days, an aqueous suspension of ore powder was orally administered to rats daily at a dose of 600 mg/kg of animal body weight. In the ore sample under study, the proportion of lead and cadmium was 0.060% and 0.009%, respectively. In accordance with the conditions of the experiment , the scientists have divided the rats into the following groups: a control group in which the rats did not receive ore; an experimental group in which rats received ore for 10 days; an experimental group in which rats received ore for 20 days; an experimental group in which rats received ore for 30 days. The researchers measured blood parameters using a veterinary semi-automatic hematology analyzer Vet Exigo 19 (Sweden), which determined the following parameters of leukocytes: total number of leukocytes, absolute number of lymphocytes, monocytes and granulocytes. We calculated the average volume of lymphocytes, granulocytes and monocytes based on histograms of the distribution of cells by volume issued by the device. To assess the statistical significance of the differences in variables, the authors used the Mann–Whitney U-test.

Results. In the experimental group of animals after 30 days of ore intoxication, the average volume and number of granulocytes and monocytes increased statistically compared to the control. The authors have revealed a correlation between the parameters of cell distribution and the average volume in leukocyte populations at different times of ore intoxication.

Conclusion. The effect of copper-zinc pyrite ore on the condition of the leukocyte link of peripheral blood was an increase in the average population volumes of all types of leukocytes by the 30th day of the experiment, due to a change in the ratio of the number of cells of different sizes and the degree of heterogeneity of the populations.

Limitations. The limitation of this study is the model of oral administration of copper-zinc pyrite ore in the form of an aqueous suspension.

Ethics. The authors have conducted the study in compliance with the "Rules of work using experimental animals". The study was approved by the local Ethics Committee of the Bashkir State Medical University, Ministry of Health of the Russian Federation, Protocol No. 5 of 13.09.2017.

 

 

Contribution:Ayupova A.R. — the concept and design of the study, data collection and processing, the text writing;Ziyakaeva K.R. — data collection and processing, the text writing;Kayumova A.F. — the concept and design of the study, the editing;Shamratova V.G. — the editing.

Gratitude. The authors express their gratitude to Valentin Nikolaevich Pavlov, Academician of the Russian Academy of Sciences, Rector of the Bashkir State Medical University of the Ministry of Health, Russian Federation, for his assistance in conducting the study.

Funding. The study had no funding.

Conflict of interests. The authors declare no conflict of interests.

Received: 26.06.2023 / Accepted: 18.08.2023 / Published: 05.09.2023

крысымедно-цинковая колчеданная рудатяжёлые металлылейкоцитыгранулоцитыобъем клетокколичество лейкоцитовratscopper-zinc pyrite oreheavy metalsleukocytesgranulocytescell volumenumber of leukocytesReferencesRenu K., Chakraborty R., Myakala H., Koti R., Famurewa A.C., Madhyastha H., et al. Molecular mechanism of heavy metals (Lead, Chromium, Arsenic, Mercury, Nickel and Cadmium) — induced hepatotoxicity. Chemosphere. 2021; 271: 129735. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.129735Renu K., Chakraborty R., Myakala H., Koti R., Famurewa A.C., Madhyastha H., et al. Molecular mechanism of heavy metals (Lead, Chromium, Arsenic, Mercury, Nickel and Cadmium) — induced hepatotoxicity. Chemosphere. 2021; 271: 129735. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.129735Liu Y.H., Wang C.W., Wu D.W., Lee W.H., Chen Y.C., Li C.H., et al. Association of Heavy Metals with Overall Mortality in a Taiwanese Population. Nutrients. 2021; 13(6): 2070. https://doi.org/10.3390/nu13062070Liu Y.H., Wang C.W., Wu D.W., Lee W.H., Chen Y.C., Li C.H., et al. Association of Heavy Metals with Overall Mortality in a Taiwanese Population. Nutrients. 2021; 13(6): 2070. https://doi.org/10.3390/nu13062070Fu Z., Xi S. The effects of heavy metals on human metabolism. Toxicol Mech Methods. 2020; 30(3): 167–176. https://doi.org/10.1080/15376516.2019.1701594Fu Z., Xi S. The effects of heavy metals on human metabolism. Toxicol Mech Methods. 2020 Mar; 30(3): 167–176. https://doi.org/10.1080/15376516.2019.1701594Kim J.J., Kim Y.S., Kumar V. Heavy metal toxicity: An update of chelating therapeutic strategies. J Trace Elem Med Biol. 2019; 54: 226–231. https://doi.org/10.1016/j.jtemb.2019.05.003Kim J.J., Kim Y.S., Kumar V. Heavy metal toxicity: An update of chelating therapeutic strategies. J Trace Elem Med Biol. 2019; 54: 226–231. https://doi.org/10.1016/j.jtemb.2019.05.003Hryntsova N., Hodorová I., Mikhaylik J., Romanyuk A. A Response of the Pineal Gland in Sexually Mature Rats under Long-term Exposure to Heavy Metal Salts. Prague Medical Report. 2022; 123(4): 225–242. https://doi.org/10.14712/23362936.2022.21Hryntsova N., Hodorová I., Mikhaylik J., Romanyuk A. A Response of the Pineal Gland in Sexually Mature Rats under Long-term Exposure to Heavy Metal Salts. Prague Med Rep. 2022; 123(4): 225–242. https://doi.org/10.14712/23362936.2022.21Huat T.J., Camats-Perna J., Newcombe E.A. Metal Toxicity Links to Alzheimer's Disease and Neuroinflammation. J Mol Biol. 2019; 431(9): 1843–1868. https://doi.org/10.1016/j.jmb.2019.01.018Huat T.J., Camats-Perna J., Newcombe E.A. Metal Toxicity Links to Alzheimer’s Disease and Neuroinflammation. J Mol Biol. 2019; 431(9): 1843–1868. https://doi.org/10.1016/j.jmb.2019.01.018Власова Н.В., Масягутова Л.М., Аралбаев Х.Ф. Изменения гематологических показателей у работников горнодобывающей промышленности. Медицина труда и экология человека. 2020; 23(3): 21–28. https://doi.org/10.24412/2411-3794-2020-10303Vlasova N.V., Masyagutova L.M., Aralbaev H.F. Changes in hematological indicators in mining industry workers. Meditsina truda i ekologiya cheloveka. 2020; 23(3): 21–28 (in Russian).Бакиров А.Б., Сулейманов Р.А., Валеев Т.К. Опыт оценки риска здоровью населения горнорудных территорий, обусловленного водным фактором. Медицина труда и экология человека. 2016; 2: 5–13.Bakirov A.B., Suleimanov R.A., Valeyev T.K. experience of assesing water-related health risks to the population of the surrounding areas of mining. Meditsina truda i ekologiya cheloveka. 2016; 2: 5–13 (in Russian).Wang Y., Tang Y., Li Z., Hua Q., Wang L., Song X., et al. Joint Toxicity of a Multi-Heavy Metal Mixture and Chemoprevention in Sprague Dawley Rats. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2020; 17(4): 1451. https://doi.org/10.3390/ijerph17041451Wang Y., Tang Y., Li Z., Hua Q., Wang L., Song X., et al. Joint Toxicity of a Multi-Heavy Metal Mixture and Chemoprevention in Sprague Dawley Rats. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2020; 17(4): 1451.Huang C.H., Hsieh C.Y., Wang C.W., Tu H.P., Chen S.C., Hung C.H., et al. Associations and Interactions between Heavy Metals with White Blood Cell and Eosinophil Count. Int. J. Med. Sci. 2022; 19(2): 331–337. https://doi.org/10.7150/ijms.68945Huang C.H., Hsieh C.Y., Wang C.W., Tu H.P., Chen S.C., Hung C.H., et al. Associations and Interactions between Heavy Metals with White Blood Cell and Eosinophil Count. Int. J. Med. Sci. 2022; 19(2): 331–337. https://doi.org/10.7150/ijms.68945Аюпова А.Р., Зиякаева К.Р., Каюмова А.Ф., Шамратова В.Г., Самоходова О.В., Фазлыахметова М.Я. Влияние медно-цинковой колчеданной руды на объёмные характеристики лейкоцитов в эксперименте. Современные проблемы науки и образования. 2022; 5: 121. https://doi.org/10.17513/spno.32136Ayupova A.R., Ziyakaeva K.R., Kayumova A.F., Shamratova V.G., Samokhodova O.V., Fazlyakhmetova M.Ya. The influence of copper-zinc pyrite ore on the volumetric characteristics of leukocytes in the experiment. Modern Probl. of Sci. and Education. 2022; 5: 121. https://doi.org/10.17513/spno.32136 (in Russian).Балабекова М.К. Органотоксические эффекты тяжёлых металлов. Наука и новые технологии. 2012; 1: 135–138.Balabekova M.K. Organotoxic effects of heavy metals. Modern Problems of Science and Education. 2012; 1: 135–138 (in Russian).Павлов Н.А., Надеждин С.В. Реакции лейкоцитов крови крыс на растворимые и нерастворимые формы металлов в опытах in vivo и in vitro. Региональные геосистемы. 2010; 21: 88–92.Pavlov N.A., Nadezhdin S.V. Reactions of rat blood leukocytes to soluble and insoluble forms of metals in in vivo and in vitro experiments. Regional’nye geosistemy. 2010; 21: 88–92 (in Russian).Зиякаева К.Р., Каюмова А.Ф. Токсическое действие медно-цинковой колчеданной руды на эритропоэз в условиях хронического эксперимента. Сибирский научный медицинский журнал. 2020; 40(6): 70–79. https://doi.org/10.15372/SSMJ20200607Ziyakaeva K.R., Kayumova A.F. Toxic effect of copper-zinc pyrite ore on erythropoiesis in chronic experiment. Siberian Scientific Medical Journal. 2020; 40(6): 70–79. https://doi.org/10.15372/SSMJ20200607 (in Russian).Зиякаева К.Р., Каюмова А.Ф., Шамратова В.Г. Дизрегуляторные сдвиги в системе красной крови при длительной интоксикации медно-цинковой колчеданной рудой (экспериментальное исследование). Мед. труда и пром. экол. 2021; 61(4): 224–230. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2021-61-4-224-230Ziyakaeva K.R., Kayumova A.F., Shamratova V.G. Disregulatory shifts in the red blood system during prolonged intoxication with copper-zinc-pyrite ore (experimental study). Med. truda i prom. ekol. 2021; 61 (4): 224–230 (in Russian).Першин О.И. Характеристика популяционного состава лейкоцитов периферической крови крыс при действии катионов свинца. Медицина и фармакология. 2015; 17(4). https://clck.ru/35AUcc (дата обращения: 10.10.2022).Pershyn O. Characteristics of rat peripheral blood leukocyte population composition under the action of plumbum cations. Universum: Med. and Pharmac. 2015; 17(4). https://clck.ru/35AUcc (in Russian).Петросян Э.А., Боташев А.А., Терещенко О.А., Помещик Ю.В., Губаз С.Г. Фагоцитарная активность нейтрофильных гранулоцитов при экспериментальном желчном перитоните. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2011; 6: 42–44.Petrosyan E.A., Botashev A.A., Tereshchenko O.A., Pomeshchik Yu.V., Gubaz S.G. Phagocytic activity of neutrophil granulocytes in experimental biliary peritonitis. Experimen. and Clinical Gastroenter. 2011; 6: 42–44 (in Russian).Рафиков С.Ш., Сулейманов Р.А., Валеев Т.К. Влияние предприятий горнорудной промышленности на состояние окружающей среды и здоровье населения (обзор литературы). Медицина труда и экология человека. 2021; 27(3): 62–75. https://doi.org/10.24412/2411-3794-2021-10305Rafikov S.Sh., Suleimanov R.A., Valeev T.K. The impact of the mining industry on the environmental and public health (literature review). Meditsina truda i ekologiya cheloveka. 2021; 27(3): 62–75 (in Russian).Фирсова С.С., Бучарская А.Б., Маслякова Г.Н., Злобина О.В., Матвеева О.В., Бугаева И.О. и др. Изменение морфологических показателей костного мозга и периферической крови при длительном воздействии золотых наночастиц. Известия Саратовского университета. 2011; 2: 5–57.Firsova S.S., Bucharskaya A.B., Maslyakova G.N., Zlobina O.V., Matveeva O.V., Bugaeva I. O. et al. Changes in morphological parameters of bone marrow and peripheral blood during prolonged exposure to gold nanoparticles. Izvestiya Saratovskogo universiteta. 2011; 2: 5–57 (in Russian).Шамратова В.Г., Тупиневич Г.С. Гендерные особенности соотношения объёма и количества клеток крови. Морфология. 2019; 155(2): 322.Shamratova V.G., Tupinevich G.S. Gender features of the ratio of volume and number of blood cells. Morfologiya. 2019; 155(2): 322 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.