Экспериментальное исследование количественных и корпускулярных свойств лейкоцитов крыс под воздействием руды

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

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

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

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

1. Renu 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.2021.129735

2. Liu 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/nu13062070

3. Fu Z., Xi S. The effects of heavy metals on human metabolism. Toxicol Mech Methods. 2020; 30(3): 167–176. https://doi.org/10.1080/15376516.2019.1701594

4. Kim 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.2019.05.003

5. Hryntsova 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/10.14712/23362936.2022.21

6. Huat 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.2019.01.018

7. Власова 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/10.24412/2411-3794-2020-10303

8. 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.

9. 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/ijerph17041451

10. 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.68945

11. Аюпова 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.32136

12. Балабекова М.К. Органотоксические эффекты тяжёлых металлов. Наука и новые технологии. 2012; 1: 135–138.

13. 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.

14. 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/SSMJ20200607

15. 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/10.31089/1026-9428-2021-61-4-224-230

16. 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).

17. 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.

18. 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/10.24412/2411-3794-2021-10305

19. 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.

20. Шамратова В.Г., Тупиневич Г.С. Гендерные особенности соотношения объёма и количества клеток крови. Морфология. 2019; 155(2): 322.