WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

 

Богатых Сергей Петрович

 

НЕЙРОМЕДИАТОРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

СТРУКТУР ТИМУСА И ЛЕГКИХ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ

ВОЗДЕЙСТВИИ ПРИРОДНОГО ГАЗА

03.03.04 — гистология, цитология, эмбриология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук

Саранск – 2012

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова".

Научный руководитель:        Доктор биологических наук, профессор

Любовцева Любовь Алексеевна

Официальные оппоненты: Доктор биологических наук, профессор

Кругляков Павел Павлович

Доктор медицинских наук

Диндяев Сергей Валерьевич

                                       

Ведущая организация: государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации".

Защита диссертации состоится "5" октября 2012 года в 17.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.117.01 при медицинском институте ФГБОУ ВПО "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева" по адресу: 430032 г. Саранск, ул. Ульянова д. 26А.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке медицинского института ФГБОУ ВПО "Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева" (430005, Республика Мордовия, г. Саранск, ул. Большевистская, 68).

Автореферат разослан "____" сентября 2012 года.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор биологических наук, профессор                                        В.П. Балашов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время в литературе недостаточно информации о влиянии природного газа на здоровье населения, проживающего в зоне расположения газокомпрессорных станций, но имеются данные о влиянии сероводородсодержащего компонента природного газа на увеличение заболеваемости органов дыхания (Орлов М.А., 1996; Бучина А.В., 2004), сердечно-сосудистой системы (Шевченко И.И., 1997), эндокринной системы (Бадалова М.С., 2005) в регионе расположения газовых месторождений. Длительное воздействие некоторых видов газа вследствие прямого раздражающего эффекта формирует воспалительный процесс в легких с активацией целого комплекса стандартных защитных механизмов. Декомпенсация систем антирадикальной, антипротеазной, специфической и неспецифической иммунной защиты приводит к стойким нарушениям структурной организации компонентов легочной ткани и формированию хронического патологического процесса (Прокофьев В.Н. с соавт., 1995, Резаев А.А. с соавт., 1998,  Кочеткова Е.А. с соавт., 2004, Постникова Л.Б. с соавт., 2004, Тризно Н.Н. с соавт., 2005, Жестков А.В.  с соавт., 2008). Хроническое действие сероводородсодержащего газа приводит к изменению функциональной активности эндотелия, что проявляется увеличением продуктов свободно-радикального окисления в легких, снижением антиоксидантной защиты, возрастанием уровня провоспалительных цитокинов (ФНОа и ИФНу), изменением продукции оксида азота и агрегации тромбоцитов (Шишкина Т.А., 2008). Даже кратковременная альвеолярная гипоксия приводит к перераспределению нейромедиаторов в тканях легких. Изменение работы дыхательной системы вызывает изменение иммунной системы (Тенюков В.В., 1989), а лечение большинства заболеваний связано с воздействием на иммунную систему организма. В экспериментах выявлено, что длительное воздействие природного сероводородсодержащего газоконденсата в отношении гуморального и клеточного иммунного ответа вызывает иммунодепрессивный эффект, который обусловлен структурно-функциональными нарушениями в органах иммуногенеза, проявляющиеся снижением массы тимуса, уменьшением протяженности его коркового вещества, редукцией размеров телец Гассаля, уменьшением числа митозов в Т-зависимой зоне селезенки, а также снижением пролиферативной активности лимфоцитов тимуса и селезенки (Попков К.В., 1994). Ряд исследователей отмечают, что ведущая роль в иммунных процессах принадлежит нейромедиаторам. Биогенные амины являются сигнальными молекулами единой нейроиммуноэндокринной системы (Кветной И.М., 2006; Любовцева Л.А., 2008). На мембранах иммунокомпетентных клеток присутствуют дофаминовые и адренорецепторы, посредством которых нейротрансмиттеры участвуют в регуляции иммунных реакций, воздействуя на пролиферацию лимфоцитов и макрофагов, модулируя продукцию лимфокинов и цитокинов; влияют на гомеостаз и микроокружение лимфоцитов и способствуют тому или иному направлению цитодифференцировок Т-лимфоцитов (Соловьева И.Г., 2002; Абрамов В.В., 2006; Репина В.П., 2008). Изучение процессов, происходящих в легких и тимусе при воздействии природным газом, а также изучение взаимосвязи через биоаминсодержащие структуры между этими органами, предположительно, позволит выявить новые механизмы взаимодействия на клеточном уровне и в дальнейшем использовать результаты исследования при разработке комплекса лечебно-профилактических мероприятий в регионах нахождения газокомпрессорных станций.

Цель исследования: изучение морфологических изменений биоаминсодержащих структур тимуса и легких и их взаимосвязи между собой после воздействия природным газом различной концентрации.

В соответствии с целью работы были определены следующие задачи:

  1. Определить локализацию и содержание катехоламинов, серотонина и гистамина в биоаминсодержащих структурах тимуса и легких крыс после воздействия природным газом различной концентрации.
  2. Выявить корреляционные взаимосвязи между нейроаминами и показатели серотонинового индекса в биоаминсодержащих структурах тимуса и легких крыс после воздействия природным газом различной концентрации. Изучить межорганные корреляционные взаимодействия между биоаминсодержащими структурами тимуса и легких после воздействия природным газом различной концентрации.
  3. Провести сравнительный анализ и описать морфологические изменения в структурах, содержащих сукцинатдегидрогеназу, моноаминооксидазу, гепарин, индолсдержащие вещества в зависимости от концентрации природного газа.
  4. Изучить показатели общего анализа крови и некоторых иммуноглобулинов крови у крыс после воздействия природным газом различной концентрации. Провести анализ заболеваемости органов дыхания у жителей Красноармейского района Чувашской Республики до и после ввода в эксплуатацию газокомпрессорной станции и в зависимости от розы ветров.

Научная новизна. Принципиально новым в данной работе является то, что в результате проведенных нами исследований было выявлено следующее:

  1. Впервые описана сравнительная динамика нейромедиаторов в биоаминсодержащих структурах тимуса и легких, изучены корреляционные взаимодействия между биогенными аминами, аминосодержащими структурами тимуса и легких после воздействия  природным газом различной концентрации.
  2. Описаны вещества-инактиваторы, а также выявлен энергетический обмен в структурах тимуса после воздействия природным газом различной концентрации.
  3. Установлено, что природный газ, в зависимости от его концентрации, оказывает воздействие на показатели общего анализа крови и количественное перераспределение иммуноглобулинов.
  4. Найдены закономерности изменения в структуре заболеваемости органов дыхания у жителей Красноармейского района после ввода в эксплуатацию газокомпрессорной станции.

       Научно-практическая значимость работы. Выявленная закономерность влияния природного газа и выбросов газокомпрессорной станции на органы дыхания и иммунную систему позволяет дифференцированно подходить к выбору места строительства газокомпрессорных станций. Результаты исследования могут быть использованы в разработке мероприятий, направленных на лечение и фармакологическую корректировку многих патологических процессов органов дыхания, возникающих у жителей, проживающих в регионах расположения газокомпрессорных станций по всей стране. Полученные в работе результаты используются в учебном процессе и научно-исследовательской работе на кафедрах цитологии, гистологии, эмбриологии ФГБОУ ВПО "ЧГУ имени И.Н. Ульянова, терапии и семейной медицины и общественного здоровья и здравоохранения АУ Чувашии "Институт усовершенствования врачей" Минздравсоцразвития Чувашии.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

  1. Длительное воздействие природного газа даже в минимальных концентрациях - в 10 раз меньше предельно-допустимой концентрации - оказывает влияние на биоаминсодержащие структуры тимуса и легких. Наибольшие отклонения в содержании нейромедиаторов в биоаминсодержащих структурах тимуса и легких наблюдаются при воздействии природным газом в концентрациях, равной предельно-допустимой концентрации (ПДК) и в 10 раз превышающей ПДК.
  2. Воздействие природного газа на биоаминсодержащие структуры тимуса, в зависимости от его концентрации, вызывает изменение содержания сукцинатдегидрогеназы, моноаминооксидазы в биоаминсодержащих структурах тимуса и легких, и оказывает влияние на сульфатированность гепарина в тучных клетках.
  3. В тимусе крыс наиболее реагирующими структурами на воздействие природного газа являются гранулярные люминесцирующие клетки субкапсулярной зоны. В легких крыс после экспериментального воздействия природным газом наибольшие изменения затрагивают альвеолярные макрофаги и тучные клетки. 
  4. Воздействие природным газом на крыс приводит к изменению как корреляционных связей между биогенными аминами в структурах легких и тимуса, так и межорганных взаимодействий, тем самым стимулируя или подавляя работу органов.
  5. У жителей Красноармейского района Чувашии после ввода в эксплуатацию газокомпрессорной станции выявлено отклонение в иммунной системе, проявляющееся в увеличении числа заболеваний органов дыхания, в том числе бронхиальной астмы и хронических воспалительных заболеваний миндалин.

Апробация работы. Материалы работы доложены на ХХХIII студенческой научной конференции (Наука. Творчество. Информация) (Чебоксары, 1999); Первой научной конференции Ассоциации молодых врачей и организаторов здравоохранения "Здоровье и образование XXI век" (Москва, 1999); ХХХIV научной студенческой конференции (Чебоксары, 2000); 3-ей Российской биогеохимической школе (Геохимическая экология и биогеохимическое изучение таксонов биосферы) (Горно-Алтайск, 2000); V Съезде иммунологов и аллергологов СНГ (Москва, 2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 5 статей в ведущих рецензируемых журналах и изданиях, рекомендованных ВАК России.

Внедрение результатов исследований. Основные положения диссертации включены в лекционный курс на кафедрах цитологии, гистологии, эмбриологии ФГБОУ ВПО "ЧГУ им. И.Н. Ульянова", терапии и семейной медицины и общественного здоровья и здравоохранения АУ Чувашии "Институт усовершенствования врачей "Минздравсоцразвития Чувашии.

Структура и объем диссертации. Диссертационный материал изложен на 141 странице машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, содержащего 275 источника, из них 167 отечественных и 108 зарубежных публикаций. Диссертация иллюстрирована 17 таблицами, 47 рисунками.

Материалы и методы ИССЛЕДОВАНИЯ.

Материал исследования.

На территории Чувашской Республики находятся 3 газокомпрессорные станции, но наиболее крупная из них располагается в Красноармейском районе Чувашской Республики. Нами изучались показатели общей и первичной заболеваемости хроническими тонзиллитами, хроническими бронхитами, пневмонией, бронхиальной астмой жителей, проживающих на территории Красноармейского района Чувашской Республики во временной период с 1976 по 1986 гг., т.е. до введения в эксплуатацию газокомпрессорной станции, и с 1987 по 1997 гг. - с начала эксплуатации газокомпрессорной станции. Далее полученные нами данные сравнивались со среднереспубликанскими значениями.

Для выявления связи атмосферных выбросов газокомпрессорной станции с увеличением показателей заболеваемости хроническими заболеваниями миндалин, на основании розы ветров в Красноармейском районе Чувашской Республики, мы выбрали два населенных пункта, одинаково удаленных (около 7 км) от газокомпрессорной станции, и осмотрели по 100 детей в возрасте от 7 до 15 лет, живущих в каждом из них, с целью выявления заболеваний верхних дыхательных путей, а именно тонзиллита и/или гипертрофии небных миндалин. Обследование состояло из общего осмотра, сбора анамнеза жизни.

Эксперименты были проведены на 100 белых беспородных крысах-самцах массой 170-180 г, прошедших карантин в течение одного месяца в специальном помещении вивария и в дальнейшем находящихся на стандартном лабораторном содержании. Протокол экспериментов в разделах выбора, содержания животных, моделирования патологических процессов и выведения их из опыта был составлен в соответствии с нормами и правилами обращения с лабораторными животными, в том числе с приказом Министерства здравоохранения Российской Федерации №267 от 19.06.2003 г. "Об утверждении правил лабораторной практики" и Приказом Минздрава СССР №755 от 12.08.1977 «О мерах по дальнейшему совершенствованию организационных форм работы с использованием экспериментальных животных». Тимус, легкое, кровь брали в одно и то же время суток с 15 до 18 часов, под глубоким эфирным наркозом. При оценке результатов экспериментов всегда учитывали время года (табл. 1).

Животные были разделены на 4 группы по 25 особей. Первую группу составили интактные животные, вторая подвергалась воздействию природным газом в концентрации, равной 0,1 предельно-допустимой концентрации (ПДК) (30 мг/м3), третья - в концентрации, равной ПДК (300 мг/м3), четвертая – в концентрации, в 10 раз превышающей ПДК (3000 мг/м3), согласно ГОСТ 12.1.005.

Моделирование воздействия природным газом проводилось путем помещения животных в специальные затравочные камеры производства Московского института профзаболеваний и гигиены труда им. Эрисмана объемом 200 литров. Газом воздействовали в течение 30 суток ежедневно в течение 8 часов. Концентрация природного газа внутри камер контролировалась при помощи шахтного интерферометра ШИ-11 и U-образной градуированной трубки, заполненной дистиллированной водой.

Таблица 1

Экспериментальный материал исследования

Объекты

исследования

Группы животных (крыс), использованных в эксперименте

Воздействие природным газом

Интактные

с концентрацией в 0,1 ПДК

с концентрацией равной ПДК

с концентрацией в 10 ПДК

Тимус

25

25

25

25

Легкие

25

25

25

25

Кровь

25

25

25

25

Из ткани тимуса и лёгкого изготовляли криостатные срезы толщиной 15-20 мкм, которые обрабатывались различными методами.

Методы исследования

  1. Для выявления моноаминов и гистамина (Г) в структурах тимуса и легких применялись люминесцентно-гистохимические методы Фалька-Хилларпа (Falk B., 1962) в модификации Е.М. Крохиной (1969) и Кросса с соав. (1971) соответственно.
  2. Количественно нейроамины в структурах органов оценивались цитоспектрофлуориметрией (Калмыков В.Л., 1982), с помощью насадки ФМЭЛ-1 при выходном напряжении 900 В. Замер интенсивности свечения биоаминов производился в условных единицах по шкале регистрирующего прибора-усилителя.
  3. Соотношение серотонина и катехоламинов (КА) принято называть серотониновым индексом (Is). Вычисление Is осуществлялось для стабилизации полученных результатов, а также для определения ведущей роли одного из биоаминов в каждой конкретной ситуации. Значение Is больше единицы говорит о преобладании серотонина в изучаемой структуре, если значение Is меньше единицы, то в изучаемой структуре преобладают КА.
  4. Корреляционный анализ применялся для нахождения связей (зависимостей) между нормально распределенными количественными признаками. Сила предполагаемой взаимосвязи между величинами определялась по значению коэффициента корреляции (Петри А., Сэбин К., 2003). Математическая обработка с вычислением коэффициента корреляции и его достоверности проводилась на персональном компьютере по специально разработанной программе. Если значение коэффициента корреляции меньше 0,5, то связь в паре слабая или отсутствует, 0,5-0,6 – связь умеренная, 0,7-0,9 – связь в паре сильная. Нами были изучены следующие пары: КА/гистамин, КА/серотонин и серотонин/гистамин внутри изучаемых структур, и межорганные связи КА/КА, серотонин/серотонин, гистамин/гистамин.
  5. Учитывая, что ферментативное ингибирование биоаминов осуществляется моноаминоксидазой, нами проводилась окраска на моноаминоксидазу (МАО) по Гленнеру. Гистохимическими методами определяли наличие лактатдегидрогеназы (ЛДГ) и сукцинатдегидрогеназы (СДГ) в тканях тимуса в зависимости от концентрации природного газа.
  6. Для определения влияния природного газа на сульфатированность гепарина и созревания тучных клеток в тимусе и легких применялся метод окраски полихромным толуидиновым синим по А.Унна.
  7. Для гистохимической идентификации несвободных серотонинсодержащих структур использовали окраску Массона-Фонтаны.
  8. Исследование общего анализа крови крыс, а также подсчет иммуноглобулинов класса А, М, G проводили в лаборатории Республиканского диагностического центра Минздрава Чувашии.
  9. С помощью окраски по Романовскому-Гимза в мазках крови крыс подсчитывали лейкоцитарную формулу.
  10. Статистическую обработку полученных цифровых данных проводили с помощью персонального компьютера методом вариационной статистики с оценкой достоверности по t-критерию Стьюдента с использованием пакета программ "Statistica 6.0". Вычисляли среднее арифметическое выборочной совокупности (М), ошибку среднего арифметического (m), среднее квадратичное отклонение (). Достоверность различия определяли в каждой серии по отношению к исходному значению (р).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Исследование биоаминсодержащих структур тимуса после воздействия природным газом различной концентрации.

Тимус является центральным органом клеточного иммунитета, где биогенные амины влияют на гомеостаз и микроокружение лимфоцитов, и способствуют тому или иному направлению цитодифференцировок Т-лимфоцитов. Основными продуцентами нейроаминов и гормонов являются особые клетки, которые Любовцева Л.А. (1980) назвала как ГЛК (гранулярные люминесцирующие клетки). В мировой литературе эти клетки были обозначены как аминоциты или малые интенсивно флюоресцирующие клетки (МИФ). Оказалось, что это популяция клеток гетерогенна. Среди них определяются как дендритные макрофаги, так и клетки, относящиеся к нейроэндокринной системе. Наряду с синтезом нейроаминов, они способны поглощать эти вещества, а также продукты их обмена. (Сергеева В.Е. с соав., 1976; Любовцева Л.А., 1980; Авакян О.М.,  1986; Гордон Б.М., 1990; Гордон Д.С., 2001; Кветной И.М., 2005; Гимальдинова Н.Е., 2008; Zukjd D.D., 1993).

Исследуя биоаминный статус тимуса при воздействии природным газом, мы опосредованно изучали действие газа на изменение иммунных процессов в организме.

При воздействии природным газом дозой в 0,1 ПДК в тимусе наблюдается тенденция к снижению содержания КА во всех изучаемых структурах, за исключением премедуллярных и тучных клеток. Уменьшается число субкапсулярных гранулярных люминесцирующих клеток (ГЛК). Клетки визуально уменьшаются в объеме и выглядят раздробленными. Содержание серотонина (СТ) увеличивается абсолютно во всех изучаемых структурах. Установлено, что в данном эксперименте во всех изучаемых структурах тимуса имеется стойкое снижение уровня гистамина, за исключением субкапсулярных клеток, в которых его содержание увеличивается.

При воздействии природным газом с концентрацией, равной ПДК, наблюдается выход КА из тимоцитарной паренхимы как в мозговом, так и в корковом веществе, в результате содержание этих веществ снижается по сравнению с животными интактной группы. В субкапсулярной зоне тимусной дольки число ГЛК резко снижается. На стенках сосудов выявляется диффузное свечение нервных волокон с едва заметными варикозными расширениями. Содержание СТ во всех структурах снижается, а в тимоцитах мозгового и коркового вещества оказывается при этом ниже уровня интактной группы. Наблюдается появление тучных клеток с высоким содержанием КА в мозговом веществе и толще коркового вещества. Во всех структурах тимуса концентрация гистамина снижена по сравнению с интактной группой. Снижение нейроаминов, как показали исследования (Божко Г.Х., 1984), приводит к нарушению не только синтетических процессов в лимфоцитах, но и синтеза нуклеиновых кислот. Впервые ГЛК появляются в толще мозгового вещества, что также говорит в данном случае, о нарушении правильной специализации клеток.

При воздействии природным газом с концентрацией, равной 10 ПДК, в паренхиме мозгового вещества КА содержат только часть лимфоцитов. Наблюдается выход КА из части нервных волокон. С трудом определяются варикозные расширения. В премедуллярной зоне число ГЛК увеличивается в 3-4 раза, часть из них образует конгломераты. В толще коркового вещества появляются образования, где ГЛК располагаются в виде круговых цепочек, внутри которых находятся тимоциты. Тимоциты люминесцируют внутри таких групп по-разному. В одних группах они имеют повышенное содержание гистамина, а в других – пониженное. Мы можем предположить, что это бластные формы клеток с разнонаправленной специализацией. В толще коркового вещества в большом числе определяются тучные клетки, часть которых дегранулирует. Число выявляемых тучных клеток резко возрастает. В септах их число увеличивается в 1,8 раза. В субкапсулярной зоне тимусной дольки они образуют группы из 3-5 мелких и частично дегранулированых клеток. Причем, часть клеток дегранулирует с тотальным распадом. Соединительная ткань септ имеет повышенную люминесценцию.

Нами выявлено, что наибольшие изменения затрагивают субкапсулярные клетки тимуса, которые реагируют повышением содержания биоаминов по мере увеличения дозы природного газа. Волнообразные колебания уровня КА и серотонина происходят в премедуллярных и тучных клетках тимуса, повышаясь при подпороговой дозе. Наибольшая концентрация биогенных аминов в исследуемых структурах наблюдается при использовании дозы, десятикратно превышающей ПДК. При этом изменения происходят не только на уровне продуцирующих и поглощающих биоаминсодержащих клеток, также изменяется биоаминный статус самих тимоцитов. Наибольшие изменения нейроаминов в премедуллярных клетках тимуса происходят при 10 ПДК (табл. 2).

Таблица 2

Содержание биогенных аминов в структурах тимуса после воздействия
природным газом

Структуры

Интактная группа

Опытная группа

0,1 ПДК

1 ПДК

10 ПДК

Г

КА

СТ

Г

КА

СТ

Г

КА

СТ

Г

КА

СТ

Премедуллярные клетки

345,4±13,5

114,5±5

173,8±7,9

288,8±15

132,9±5

211,9±7

284,9±14,5

132,1±4,5

201,5±5,9

459,1±28

149,6±8,7

241,7±14,5

Субкапсулярные клетки

158,1±7,7

62,3±2,9

76±

2,9

192±

10,5

52±3

93,2± 6,2

135±

3,4

48,5± 2,6

88,5±

3,6

194,7±10,2

77,4±

5,1

95±

4,2

Тимоциты коркового вещества

116,26±3,9

30,5± 0,3

38,1±

1,74

101±

3,9

25,8±1,4

45,5± 2,4

102± 3,94

26±1

32,9± 0,9

133,5±

5,5

38,1±

2,3

55,3±

3,3

Тимоциты мозгового вещества

86,85±4

18,1± 0,7

22,9±

0,77

73,9± 3,5

15,5± 0,7

26,2± 1,1

72,4± 2,7

11,4± 0,6

19,5± 0,8

73,7± 3,3

20,7±

0,7

29,2±

1,07

Тучные клетки

222,9±11,6

64,6± 3,8

91,7± 6,8

176,4±9,9

92,3± 5,7

142,3±16

187,9±7,7

53,7± 2,2

110,2±3,9

263,1±10,2

90,05±5,6

141,4±8,6

Примечание. Красным цветом выделено увеличение содержания биогенного амина в изучаемой структуре в сравнении с интактной группой, синим - уменьшение.

В субкапсуллярных клетках тимуса наибольшее увеличение гистамина, КА и серотонина обнаруживается при воздействии природным газом с концентрацией 10 ПДК.

В тучных клетках содержание гистамина постепенно увеличивается с нарастанием концентрации газа, а содержание КА и серотонина в тучных клетках имеет синусоидальный характер.

Изменяется содержание нейромедиаторов в корковых тимоцитах: они набирают на себя все три биоамина при концентрации газа в 10 ПДК.

Корреляционные взаимодействия между биогенными аминами

в структурах тимуса.

При исследовании корреляционных взаимоотношений между биоаминами в ГЛК интактной группы животных нами было выявлено, что в ГЛК премедуллярной зоны наблюдается сильная положительная связь между КА и СТ (табл. 3). Сильная положительная корреляционная связь означает одновременное повышение концентрации каждого биоамина в корреляционной паре. В ГЛК субкапсулярной зоны сильная корреляционная взаимосвязь существует между КА/СТ, а между всеми остальными парами корреляционная взаимосвязь слабая. В цитоплазме тимоцитов коркового вещества наблюдается та же тенденция. В тимоцитах мозгового вещества, как и в тучных клетках, сильная корреляционная взаимосвязь существует между КА/СТ.

При исследовании взаимосвязи нейромедиаторов во всех структурах тимуса после затравки газом в 0,1 ПДК, корреляционные взаимодействия между КА и СТ снижаются. Это может привести к нарушению процесса дифференцировки клеток, зависящих от ГЛК. Между СТ и гистамином корреляционные связи резко усиливаются в премедуллярных ГЛК и в тучных клетках, становясь сильными, что, возможно, говорит о запуске компенсаторного механизма, призванного уменьшить дисбаланс, возникающий при затравке минимальной (0,1 ПДК) концентрацией природного газа.

При исследовании взаимосвязи нейромедиаторов в структурах тимуса после затравки природным газом с концентрацией в 1 ПДК корреляционные взаимодействия между КА и СТ снижаются во всех изучаемых структурах, за исключением премедуллярных клеток и тимоцитов коркового вещества. Между КА и Г, по сравнению с интактными животными, корреляционные взаимосвязи мало изменяются во всех структурах тимуса. Корреляционные взаимосвязи между СТ и Г резко усиливаются в премедуллярных, субкапсулярных ГЛК и тучных клетках. Содержание СТ и Г также увеличивается в вышеназванных структурах тимуса.

При исследовании взаимосвязи нейромедиаторов в структурах тимуса после затравки газом в 10 ПДК, корреляционные взаимодействия между КА и СТ остаются сильными только в субкапсулярных клетках и тимоцитах. Выявляется большое число дегранулированных тучных клеток.

Таблица 3

Коэффициент корреляции между биогенными аминами в структурах тимуса.

Структуры

Интактная

Группа

Опытная группа животных

0,1 ПДК

1 ПДК

10 ПДК

КА/СТ

КА/Г

СТ/Г

КА/СТ

КА/Г

СТ/Г

КА/СТ

КА/Г

СТ/Г

КА/СТ

КА/Г

СТ/Г

ГЛК премедуллярной зоны

0,7

0,3

0,5

0,6

0,5

0,7

0,65

0,5

0,7

0,6

0,3

0,5

ГЛК субкапсулярной зоны

0,8

0,4

0,5

0,55

0,3

0,5

0,5

0,4

0,6

0,8

0,4

0,5

Тимоциты коркового вещества

0,8

0,3

0,3

0,6

0,3

0,45

0,8

0,25

0,3

0,7

0,3

0,4

Тимоциты мозгового вещества

0,8

0,2

0,3

0,6

0,2

0,35

0,6

0,2

0,3

0,7

0,3

0,4

Тучные клетки

0,7

0,3

0,4

0,6

0,5

0,8

0,5

0,3

0,6

0,6

0,3

0,5

Примечание. Жирным шрифтом выделены сильные корреляционные связи, курсивом – слабые, шрифтом без выделения – умеренные.

Серотониновый индекс при всех экспериментах и во всех структурах остается выше единицы, что говорит о преобладании супрессорной роли серотонина.

Таблица 4

Сводная таблица корреляционных взаимодействий

нейромедиаторов между структурами тимуса

Структуры

Интактная

Группа

Опытная группа животных

0,1 ПДК

1 ПДК

10 ПДК

КА/КА

СТ/СТ

Г/Г

КА/КА

СТ/СТ

Г/Г

КА/КА

СТ/СТ

Г/Г

КА/КА

СТ/СТ

Г/Г

ГЛК пр./ ГЛК суб.

-0,5

-0,4

0,45

-0,5

0,97

-0,7

-0,4

-0,4

-0,5

-0,5

-0,4

-0,4

ГЛК пр./

Т-к.

-0,3

-0,2

-0,3

-0,2

-0,5

-0,35

-0,2

-0,2

-0,35

-0,25

-0,2

-0,3

ГЛК пр./

Т-м.

-0,2

-0,1

-0,2

-0,1

-0,4

-0,25

-0,08

0,01

-0,25

-0,15

-0,1

-0,2

ГЛК пр./

ТК

-0,6

-0,5

-0,6

-0,7

0,6

-0,6

-0,4

-0,5

-0,7

-0,6

-0,6

-0,6

ГЛК суб./

Т-к.

-0,5

-0,5

-0,7

-0,55

-0,5

-0,5

-0,5

-0,4

-0,5

-0,5

-0,6

-0,4

ГЛК суб./

Т-м.

-0,3

-0,3

-0,5

-0,3

-0,3

-0,4

-0,2

-0,2

-0,75

-0,3

-0,3

-0,7

ГЛК суб./

ТК

0,96

0,8

-0,7

0,6

0,65

-0,9

0,9

0,8

0,7

0,9

0,7

0,7

Примечание; ГЛК пр. – премедуллярные ГЛК; ГЛК суб. – субкапсулярные ГЛК; Т-к. – тимоциты коркового вещества; Т-м. – тимоциты мозгового вещества; ТК – тучные клетки. Красным цветом отмечено сильные положительные корреляциолнные связи, синим – сильные отрицательные.

Исследуя внутриорганные нейроаминные взаимосвязи, можно видеть, что у интактных крыс сильные положительные связи осуществляются только по КА/КА и СТ/СТ между субкапсулярными ГЛК и тучными клетками, что говорит о том, что эти клетки функционируют или выделяют нейроамины в одно и то же время (Калмыков В.Л., 1982). При затравке природным газом в 0,1 ПДК сильная положительная корреляционная связь в тимусе появляется между премедуллярными и субкапсулярными ГЛК по СТ/СТ. Серотонин, выделяясь одновременно из премедуллярных и субкапсулярных ГЛК, оказывает на тимоциты свои супрессивные свойства, вызывая увеличение клеток супрессоров, и, возможно, осуществляя щетинг (Репина В.П., 2008). При воздействии природным газом в концентрации, равной ПДК и 10 ПДК, выявлена сильная положительная связь между субкапсулярными ГЛК и тучными клетками. Появляется положительный коэффициент корреляции между Г/Г, но при этом усиливается отрицательный коэффициент корреляции до сильного между субкапсулярными ГЛК и тимоцитами мозгового вещества тимуса (табл. 4).

Таким образом, по табл. 4 видно, что, чаще всего сильный положительный коэффициент корреляции по нейроаминам существует между субкапсуллярными ГЛК и тучными клетками.

Индолсодержащие структуры.

Единичные небольшие серотонинсодержащие клетки с гранулами разного размера выявляются как в премедуллярной, так и в субкапсулярной зонах коркового вещества тимуса, что говорит о том, что эти клетки относятся к АПУД-системе (Яглов В.В. 1989, Любовцева Л.А. 1993). При 0,1 ПДК число индолсодержащих клеток в премедуллярной зоне увеличивается незначительно, а в субкапсулярной зоне их число на 1 поле зрения возрастает на 1-2 клетки. При 1 ПДК увеличивается число клеток как в премедуллярной, так и в субкапсулярной зоне на 2-3 клетки на одно поле зрения. Появляются единичные индолсодержащие лимфоциты, окраска которых равна +5. При 10 ПДК большинство тимоцитов имеют окраску на +5. Тельца Гассаля имеют положительную реакцию на индолсодержащие вещества на +4.

Гепаринсодержащие структуры.

Паренхима тимусных долек окрашивается ортохромно, тучные клетки у крыс выявляются в септах и по периферии дольки. Они окрашиваются в паренхиме бета-метахроматично, в септах – бета и частично - гамма-метахроматично. Клетки имеют крупные размеры до 27 мкм, они овальные или округлые, содержатся в числе 7 на 1 поле зрения (при увеличении 10х7). Из 7 тучных клеток цельных содержится только 4. В субкапсулярной зоне тучные клетки характеризуются плотным расположением гранул, в септах же обычно встречаются дегранулирующие формы, что совпадает с данными многих авторов (Гордон Д.С., 1995; Сергеева В.Е., 2003; Стручко Г.Ю., 2005).

При затравке крыс природным газом с концентрацией 0,1 ПДК число тучных клеток не изменяется, но увеличивается их дегрануляция. С увеличением содержания биоаминов увеличивается число тучных клеток в септах и появляются малосульфатированные тучные клетки в субкапсулярной зоне тимусной дольки.

При воздействии природным газом в концентрации, равной ПДК, увеличивается число тучных клеток до 9 на одно поле зрения. Появляются компактные клетки, имеющие бета-метахромазию. В мозговом веществе тимуса появляются ортохромные мелкие молодые малосульфатированные тучные клетки, а в септах – средне-сульфатированные.

При затравке крыс природным газом с концентрацией, в 10 раз больше ПДК, появляются тимоциты с гамма-метахроматичным ободком как в корковом, так и мозговом веществе, что говорит или об их бласттрансформации в плазматические клетки (Лукашин Б.П. 1973), или об инактивации излишков нейроаминов гепарином. Резко увеличивается дегрануляция тучных клеток с несозревшим гепарином, т.е. происходит выход свободных нейроаминов из этих клеток. Число средне-сульфатированных тучных клеток резко возрастает. В субкапсулярной зоне и в мозговом веществе дегранулируют мелкие, малосульфатированные тучные клетки. В субкапсулярной зоне и по септам выявляются единичные тучные клетки.

Исследование структур тимуса, содержащих сукцинатдегидрогеназу, лактатдегидрогеназу и моноаминоксидазу.

Наиболее активными структурами, содержащими СДГ, являются клетки ретикулярной стромы и гранулярные клетки. В клетках премедуллярной зоны активность СДГ выше, чем в клетках субкапсулярной зоны, и эти клетки встречаются чаще (23 - 35 в 1 поле зрения, с числом гранул от 43 до 58). В лимфоцитах СДГ обнаруживается по периферии ядра. В тучных клетках гранулы формазана единичны. Структуры, содержащие ЛДГ, определяются в гранулярных клетках, находящихся в субкапсулярной и премедулярной зонах. Этот фермент у интактных крыс определяется в 10 раз в меньшем числе клеток, чем СДГ. В лимфоцитах ЛДГ также обнаруживается по периферии цитоплазмы, но в значительно меньшем числе. Тучные клетки, имеющие этот фермент, определяются, в основном, по септам. МАО-положительные клетки в структурах тимуса крыс имеют крупные гранулы и встречаются, в основном, в премедуллярной зоне тимусной дольки, реже определяются в субкапсуллярной зоне, а в толще коры их нет. На срезе дольки число МАО-положительных клеток не превышает 56.

При воздействии природным газом с концентрацией 0,1 ПДК, число СДГ-содержащих клеток имеет тенденцию к уменьшению. Появляются тучные клетки, содержащие этот фермент по субкапсулярной зоне тимусной дольки. Однако число ЛДГ-содержащих клеток увеличивается, в основном, в субкапсулярной зоне. Число МАО-положительных клеток увеличивается в премедуллярной зоне (в меньшей степени) и в субкапсулярной зоне (в большей степени). В них определяются гранулы, у которых окраска варьирует от + 3 до +5. Единичные тучные клетки окрашиваются в основном в субкапсулярной зоне на +3.

При воздействии природным газом с концентрацией, равной ПДК, число СДГ содержащих клеток резко уменьшается как в премедуллярной, так и в субкапсулярной зонах тимуса, в мозговом веществе тимуса появляются СДГ-положительные тучные клетки. Часть этих клеток дегранулирует. В субкапсулярной зоне тимусной дольки число СДГ – положительных гранулярных клеток уменьшается, также как и число лимфоцитов, содержащих СДГ. Число ЛДГ содержащих клеток резко возрастает, как в премедуллярной, так и в субкапсулярной зонах тимуса. Появляются тучные клетки в субкапсулярной зоне тимусной дольки, где число ЛДГ – содержащих клеток увеличивается. Резко увеличивается и число лимфоцитов, содержащих ЛДГ. Число МАО-положительных клеток резко увеличивается как в премедуллярной, так и в субкапсулярной зонах тимуса, но больше их определяется в премедуллярной зоне. В них увеличивается число гранул с окраской на +5. Резко увеличивается число лимфоцитов, содержащих МАО.

При воздействии природным газом с концентрацией, в 10 раз превышающей ПДК, СДГ-положительные гранулярные клетки остаются единичными, а большинство лимфоцитов не содержат СДГ. Резко сокращается число тучных клеток, содержащих СДГ. Выявляется одна клетка на несколько полей зрения. Число гранулярных клеток содержащих ЛДГ увеличивается, также как и тимоцитов. Одновременно наблюдается уменьшение числа гранулярных МАО-положительных клеток и увеличение окрашиваемости тимоцитов. Большинство из них окрашивается на + 5. В корковом веществе тимусной дольки появляются группы лимфоцитов со слабой и сильной окраской.

Полученные данные свидетельствуют о том, что нарушается аэробный энергетический обмен во всех структурах тимуса, но возрастает анаэробное окисление.

Содержание нейромедиаторов после воздействия различных доз природного газа в легких.

Нами выявлено, что наибольшая концентрация нейроаминов в ткани легких интактных крыс регистрируется в 5 группах люминесцирующих структур, что совпадает с литературными данными (Тенюков В.В., 1981). Первая группа - система адренергической иннервации бронхов, альвеол и сосудов. Определяются одиночные адренергические нервные волокна, входящие в бронхи разного калибра и расположенные также по адвентиции крупных и средних кровеносных сосудов. Некоторые нервные волокна проникают в мышечную оболочку бронхов. Встречаются адренергические нервные волокна, проникающие через альвеолы. Вторая – внутриальвеолярные макрофаги, встречающиеся единично, а также скоплениями в просвете альвеол и бронхов. Третья – интерстициальные макрофаги, часто встречающиеся скоплениями в интерстициальной ткани легких, в гранулах которых при спектральном анализе также определяются амины, имеющие ярко-оранжевую люминесценцию. Люминесцирующие макрофаги имели морфологические признаки ГЛК. У животных интактной группы альвеолы в легких темные несветящиеся, по границе альвеол располагаются полулунные, небольшого размера клетки с равномерной желтой люминесценцией цитоплазмы – это альвеолоциты. К четвертой биоаминосодержащей группе относятся тучные клетки (ТК). При исследовании интактной ткани легких на гистамин обнаруживается, что число интерстициальных макрофагов больше в 1,6 раза по сравнению с макрофагами, определяемыми на моноамины. Выявляются единичные макрофаги, в которых имеются как моно-, так и диамины. Мы их отнесли к нейроэндокринным (Яглов В.В., 1989). Нейроэндокринных клеток немного: 1 клетка на 10. Пятая группа светящихся структур легких – тромбоциты (кровяные пластинки), обнаруживаемые группами в просвете сосудов и имеющие беловато-желтый цвет люминесценции.

При люминесцентно-гистохимическом исследовании структур легких на моноамины после воздействия природным газом дозой в 0,1 ПДК наблюдается увеличение диффузности свечения фона, эластические волокна набирают моноамины. Появляются интерстициальные ГЛК увеличенных размеров (до 50 мкм), повышается число ГЛК средних размеров (до 35 мкм) со слитным свечением, которые расположены группами. В 1,5 раза возрастает фоновое свечение гистамина в легочной ткани и бронхах, увеличивается число интерстициальных ГЛК- макрофагов (табл. 5).

По адвентиции бронхов определяются ГЛК и ТК. Происходит расширение пространства между эндотелиоцитами и адсорбция биогенных аминов на поверхности эндотелиальных клеток. Возможно, это связано с увеличением проникновения биогенных аминов из сосудов (Шишкина Т.А., 2008; Чекунова И.Ю., 2010).

Нами выявлено, что МАО определяется практически во всех биоаминсодержащих структурах, но особенно его много в ТК, нервных волокнах, ГЛК. При затравке газом в 0,1 ПДК содержание этого фермента изменяется мало.

При воздействии природным газом в концентрации, равной ПДК, характерно увеличение числа ГЛК - макрофагов и уменьшение диффузного свечения паренхимы легкого. Это говорит о том, что макрофаги начинают активно инактивировать биогенные амины и, возможно, уменьшается синтез нейромедиаторов внутри этих клеток. Наблюдается увеличение размеров и числа ГЛК, расположенных по ходу нервных волокон и сосудов. При исследовании на гистамин число клеток остается повышенным, они увеличены в размере, однако, содержание гистамина в них и в интерстициальной ткани понижено. Регистрируются лимфоциты, банальные макрофаги и нейтрофилы, содержащие повышенное количество биогенных аминов. Содержание МАО увеличивается в тучных клетках вместе с увеличением числа этих клеток. Тучные клетки определяются и в интерстициальной ткани. МАО-положительные гранулярные клетки определяются как внутри альвеол, так и в интерстициальной ткани. Их число увеличивается в 1, 6 раза.

Таблица 5

Содержание биогенных аминов в структурах легких после воздействия природным газом

Структуры

Интактная группа

Опытная группа животных

0,1 ПДК

1 ПДК

10 ПДК

Г

КА

СТ

Г

КА

СТ

Г

КА

СТ

Г

КА

СТ

Альвеол. макрофаги

121,4

±4,5

103,1±6,5

171,8

±11,5

115,2±7,1

121,9

±8,5

190,3

±14,2

237,1

±16,5

57,1

±4,3

98,5

±6,9

163,1±8,3

109,8

±10,2

183,6±16,1

Фон

61

±3,1

67,9

±4,5

99,9

±6,8

54,2

±4

112,7

±7,3

168

±10,1

184,7

±12,3

38,3

±2,6

62,3

±3,9

89

±2,8

100±

6,9

143,6±10,5

Интерстиц. макрофаги

155,7

±7,8

126,1±6,4

207,6

±11,8

92,8

±9,7

116,8

±3,2

176,9

±8,2

148,7

±5,9

76,9

±5,9

143,3

±11,7

156,2±9,3

145,1±14,1

229±

19,8

Тучные

клетки

173,4

±8,4

136,1±11,5

206,1

±13,7

178,9±11,4

235,8

±19,6

381,8

±20,7

198,9

±29,8

91,6

±10,3

160,4

±18,3

242,2

±34,3

176

±18,6

315,8±40,2

Нервное волокно

Нет данных

201,7±25,8

334,7

±43,2

Нет данных

144,5

±38,5

210

±68

Нет данных

72

±2,7

114

±4,7

Нет данных

138,1±11,1

193,4±15,1

Примечание: альвеол. – альвеолярные; интерстиц. – интерстициальные. Синим цветом обозначено снижение веществ, красным – увеличение. «±» - амплитуда колебания цифровых значений.

При воздействии природным газом в 10 ПДК фон межальвеолярного пространства характеризуется ярко-желтой люминесценцией, т.е. содержание моноаминов резко возрастает, по цвету и интенсивности совпадая со свечением ГЛК. Определяемые клетки чаще всего имеют средние и мелкие размеры с 2-3 крупными гранулами, что говорит об обновлении этой клеточной популяции. Границы клеток становятся нечеткими, предположительно, из них происходит выброс биоаминов. Часть единичных крупных клеток имеет до 8 отчетливых гранул с очень высоким содержанием биоаминов. Эти клетки расположены в межальвеолярном пространстве. При исследовании на гистамин число внутриальвеолярных макрофагов еще более увеличивается, остаются только мелкие и средних размеров клетки. Содержание гистамина в интерстициальной ткани резко повышено. Наблюдается заполнение биоаминами пространств внутри альвеол. В части ГЛК люминесцирует одна - две гранулы, т.е. происходит выброс гистамина в межальвеолярное пространство и опустошение гранул. В большом числе определяются люминесцирующие лимфоциты, истинные макрофаги, нейтрофилы. Увеличивается число дегранулирующих тучных клеток.

При воздействии природным газом в концентрации 10 ПДК содержание МАО резко увеличивается во всех исследуемых структурах, а также в нейтрофилах, моноцитах, макрофагах. Увеличивается выявляемость МАО-положительных нервных волокон. Наблюдается миграция лимфоцитов и нейтрофилов в межальвеолярное пространство. Это позволяет предположить, что реакция на воздействие природного газа схожа с реакцией немедленного типа.

Корреляционные взаимодействия между биогенными аминами

в структурах легких.

При исследовании взаимосвязи нейроаминов во внутриальвеолярных ГЛК у интактных крыс выявлено, что нейромедиаторные взаимодействия сильны во всех корреляционных парах, но между СТ и Г они отрицательные, что говорит о том, что эти биоамины или конкурируют между собой, или выделяются в разные периоды секреторного цикла этих клеток.

При воздействии природным газом с концентрацией 0,1 ПДК корреляционные связи изменяются мало, за исключением связи между КА/СТ, где они становятся отрицательными (табл. 6).

Таблица 6

Корреляционный анализ в гранулярных люминесцирующих и тучных клетках в структурах легких при воздействии природным газом в различной концентрации

Структуры

Интактные

0,1 ПДК

1 ПДК

10 ПДК

КА/СТ

КА/Г

СТ/Г

КА/СТ

КА/Г

СТ/Г

КА/СТ

КА/Г

СТ/Г

КА/СТ

КА/Г

СТ/Г

Альвеолярные макрофаги

0,6

0,85

-0,7

0,6

-0,9

-0,6

0,6

0,2

0,4

0,6

0,7

-0,9

Интерстициальные макрофаги

0,6

0,8

-0,75

0,6

0,8

-0,75

0,5

0,5

0,95

0,6

0,9

-0,7

Тучные клетки

0,7

0,9

-0,7

0,7

0,9

-0,7

0,6

0,4

0,6

0,6

0,7

-0,8

При исследовании взаимосвязи нейромедиаторов во внутриальвеолярных ГЛК после воздействия природным газом в концентрации, равной ПДК, корреляционные взаимодействия ослабляются как между КА/Г, так и СТ/Г. В интерстициальных макрофагах связь между СТ/Г усиливается и становится положительной. Сильная положительная корреляционная связь, по условиям метода, означает одномоментный процесс синтеза этих веществ в клетках. Мы полагаем, что синтез нейромедиаторов идет при непосредственном участии адренергического звена вегетативной нервной системы. В тучных клетках ослабляется связь между КА/Г, а между СТ/Г связь становится положительной, т.е. эти два медиатора действуют одновременно на одни и те же структуры. Резюмируя данные по корреляционному анализу в этой группе экспериментальных животных, можно сказать, что воздействие природным газом в 1 ПДК на изучаемые клетки оказывается значительным. Изменению подвергаются все изучаемые клетки по связям КА/Г и СТ/Г. Соглашаясь с литературными данными (Любовцева Л.А., 1998), мы можем сказать, что, очевидно, происходит изменение как в цитодифференцировке клеток, так и в ее направлении.

При воздействии природным газом с концентрацией, в 10 раз превышающей ПДК, корреляционный индекс усиливается между КА и Г и становится еще более отрицательным во всех изучаемых нами клетках легких между СТ/Г.

Проведя исследование коэффициента корреляции между клетками, мы можем сказать, что у интактных крыс он положителен между всеми изучаемыми нами структурами по КА/КА, положительный коэффициент корреляции существует по серотонину и гистамину между альвеолярными и интерстициальными макрофагами, а также между альвеолярными ГЛК и тучными клетками. Отрицательный коэффициент корреляции у интактных животных существует по серотонину и гистамину между интерстициальными биоаминдержащими клетками и тучными клетками (табл. 7).

Таблица 7

Межклеточные корреляционные взаимоотношения в легких крыс

Структуры

Интактная группа

Опытная группа животных

0,1 ПДК

1 ПДК

10 ПДК

КА/КА

СТ/СТ

Г/Г

КА/КА

СТ/СТ

Г/Г

КА/КА

СТ/СТ

Г/Г

КА/КА

СТ/СТ

Г/Г

Альвеолярные/

Интарстициальные макрофаги

0,8

0,8

0,8

-0,9

-0,9

-0,8

0,7

0,7

-0,6

0,75

0,8

-0,95

Альвеолярные макрофаги/

Тучные клетки

0,75

0,8

0,9

0,5

0,5

0,8

0,6

0,6

0,9

0,6

0,6

0,7

Интерстициальные макрофаги/

Тучные клетки

0,9

-0,9

-0,9

0,5

0,5

0,5

0,8

0,9

0,6

0,8

0,7

0,6

Примечание: красным цветом обозначены сильные положительные связи, синим – сильные отрицательные, черным - умеренные.

При воздействии природным газом с концентрацией 0,1 ПДК коэффициент корреляции между альвеолярными и интерстициальными биоаминсодержащими клетками становится отрицательным по всем нейромедиаторам между альвеолярными и интерстициальными биоаминсодержащими клетками. Однако этот коэффициент становится средним положительным между интерстициальными биоаминдержащими клетками и тучными клетками (табл. 7).

При воздействии природным газом с концентрацией, равной ПДК, коэффициент корреляции между альвеолярными и интерстициальными биоаминсодержащими клетками остается отрицательным по Г/Г. Коэффициент корреляции между интерстициальными биоаминдержащими клетками и тучными клетками остается положительным и даже усиливается.

При воздействии природным газом с концентрацией, превышающей ПДК в 10 раз, коэффициент остается положительным по СТ/СТ и Г/Г между интерстициальными и тучными клетками (табл. 7).

Межорганные нейроаминные взаимодействия.

У интактных крыс положительный коэффициент корреляции существует между всеми изучаемыми нами клетками по КА/КА. Отсутствует положительный коэффициент корреляции между премедуллярными/альвеолярными ГЛК по СТ/СТ и Г/Г, а также между премедуллярными и интерстициальными ГЛК по Г/Г. При затравке природным газом в дозе 0,1 ПДК сильный коэффициент корреляции остается между субкапсулярными ГЛК и альвеолярными макрофагами, а также субкапсулярными ГЛК и интерстициальными макрофагами по КА/КА. При экспериментальной затравке природным газом в концентрации, равной ПДК, положительный коэффициент корреляции возникает между премедуллярными ГЛК и альвеолярными макрофагами по СТ/СТ и между субкапсулярными и альвеолярными макрофагами. Серотонин, как известно, выполняет функции щетинга и проявляет себя как супрессор (Репина В.П., 2008).

Таблица 8

Межорганные корреляционные взаимоотношения

биоаминсодержащих структур тимуса и легких крыс

Структуры

Интактная группа

Опытная группа животных

0,1 ПДК

1 ПДК

10 ПДК

КА/КА

СТ/СТ

Г/Г

КА/К;А

СТ/СТ

Г/Г

КА/КА

СТ/СТ

Г/Г

КА/КА

СТ/СТ

Г/Г

Премедуллярные ГЛК/

Альвеолярные макрофаги

0,9

-0,9

-0,3

-0,9

-0,9

-0,8

-0,4

0,7

-0,5

-0,7

-0,8

-0,3

Субкапсулярные  ГЛК/

Альвеолярные макрофаги

0,6

0,4

-0,8

0,8

0,3

-0,6

0,8

0,9

0,8

0,7

0,5

-0,8

Премедуллярные ГЛК/

интерстициальные макрофаги

0,9

0,8

-0,4

-0,8

-0,8

-0,3

-0,6

-0,7

-0,5

-0,9

-0,9

-0,3

Субкапсулярные ГЛК/

интерстициальные макрофаги

0,5

0,4

-0,9

0,8

0,3

-0,5

0,6

0,6

0,9

0,5

0,4

-0,8

Примечание: красным цветом обозначены сильные положительные связи, синим – сильные отрицательные, черным - умеренные.

При 10 ПДК сильный положительный коэффициент корреляции остается по КА/КА между субкапсулярными ГЛК и альвеолярными макрофагами легких.

Резюмируя эти данные, можно сказать, что между ГЛК тимуса и биоаминсодержащими клетками легких ведущая роль принадлежит субкапсулярным клеткам тимуса. Субкапсулярные ГЛК тимуса, очевидно, осуществляют контроль над деятельностью биоаминсодержащих клеток легких.

Показатели крови крыс в норме и после воздействия природным газом различной концентрации.

Для исследования влияния природного газа на кровь мы исследовали концентрацию иммуноглобулинов (Ig) в плазме крови. Ig G начинает реагировать только после воздействия природным газом в концентрации, равной ПДК. Его значение повышается на 10,7 % и остается таким же при увеличении концентрации природного газа до 10 ПДК (табл. 9).

Показатели Ig А имеют тенденцию к повышению уже после воздействия природным газом с концентрацией 0,1 ПДК и постепенно нарастают с увеличением концентрации природного газа до 10 ПДК. Ig А после воздействия природным газом концентрацией в 0,1 ПДК повышается на 10,3%. При воздействии природным газом в концентрации, равной ПДК, содержание Ig А в плазме крови увеличивается на 11%, а при увеличении концентрации природного газа до 10 ПДК, увеличивается на 10,84%. Можно видеть, что наибольшее изменение концентрации иммуноглобулинов в плазме крови наблюдается при воздействии природным газом в дозе, равной ПДК.

Таблица 9

Содержание иммуноглобулинов в плазме крови крыс в норме и при затравке природным газом различной концентрации

Экспериментальные группы

IgG

IgA

IgM

Интактная группа

7.5

7.2

7.2

0,1 ПДК

7.5

7.4

7.9

1 ПДК

8

7.9

7.8

10 ПДК

8

7.8

7.4

Примечание: даны среднеарифметические цифры без отклонения.

При воздействии природным газом в концентрации 0,1 ПДК наблюдаются наибольшие изменения Ig М, он повышается на 11%. При воздействии природным газом в концентрации, равной ПДК, показатель Ig М снизился по сравнению с предыдущим результатом, но остался завышенным на 10,8% по сравнению с интактными животными. При воздействии природным газом в концентрации, 10-тикратно превышающей ПДК, Ig М остался повышенным, по сравнению с контрольным показателем, на 10,3% (табл. 9).

Таблица 10

Лейкоцитарная формула крыс после воздействия природным газом различной концентрации

Группы животных

Лейкоциты

Э

Ню

Нп

Нс

М

Л

Интактная группа

3

2,85

9

20,5

9,15

55,5

Воздействие природным газом с концентрацией 0,1 ПДК

2,85

8

12

13

3,6

60,55

Воздействие природным газом с концентрацией равной ПДК

5,7

3

2,85

12,8

4,85

71,3

Воздействие природным газом с концентрацией равной 10 ПДК

5,7

6.3

5

8

2,5

72,5

Примечание: Цифровые данные представлены в процентах. Даны среднеарифметические результаты. Э –эозинофилы. Ню – юные нейтрофилы.  Нп – палочкоядерные нейтрофилы. Нс – сегментоядерные нейтрофилы. М – моноциты. Л – лимфоциты.

При анализе результатов лейкоцитарной формулы крыс можно видеть, что при воздействии газом с концентрацией в 0,1 ПДК происходит сдвиг лейкоцитарной формулы влево, при этом резко снижается число моноцитов и увеличивается число лимфоцитов. При воздействии природным газом в концентрации, равной ПДК, резко снижается число палочкоядерных и сегментоядерных нейтрофилов, моноцитов, и растет число лимфоцитов. Число эозинофилов, начиная с 1 ПДК, увеличивается в 1,9 раза. При 10 ПДК снова увеличивается число юных нейтрофилов, но остается сниженным число палочкоядерных и сегментоядерных нейтрофилов, число моноцитов еще более снижается, а число лимфоцитов нарастает (табл. 10).

Таким образом, по мере увеличения концентрации природного газа в крови крыс опытных групп нарастает число эозинофилов, происходит сдвиг лейкоцитарной формулы влево, наблюдается монопения и лимфоцитоз.

Изучение заболеваемости органов дыхания жителей Красноармейского района Чувашской Республики до и после ввода в эксплуатацию газокомпрессорной станции.

В литературе имеются данные (Воробьев Л.П., 1982), что у работников газокомпрессорных станций (ГКС) имеет место нарушение функции внешнего дыхания и механизмов адаптации к неблагоприятным производственным условиям и факторам внешней среды. В результате возникла необходимость более подробного изучения механизма данного процесса в наблюдаемом районе.

При исследовании структуры общей заболеваемости органов дыхания в Красноармейском районе Чувашской Республики в период времени с 1976 по 1986 гг. показатели общей заболеваемости в Красноармейском районе Чувашской Республики были ниже в сравнении со среднереспубликанскими значениями по каждой нозологии в структуре заболеваний органов дыхания. При исследовании показателей общей заболеваемости органов дыхания во временной промежуток с 1987 по 1997 гг. было обнаружено, что увеличилась заболеваемость практически всеми исследуемыми нозологиями. Более того, показатели общей заболеваемости населения Красноармейского района Чувашской Республики хроническими заболеваниями миндалин превысили среднереспубликанские значения в 1,6 раза и выросли в сравнении с показателями общей заболеваемости в период с 1976 по 1986 гг. в 4,1 раза (р<0,001) (табл. 11).

Таблица 11

Показатели общей заболеваемости органов дыхания

жителей Красноармейского района Чувашской Республики в сравнении

со среднереспубликанскими значениями до и после строительства

газокомпрессорной станции (на 1000 человек)

Заболевания органов

дыхания

1976-1986 гг.

1987-1997 гг.

в среднем

по району

среднереспубликанские показатели

в среднем по району

среднереспубликанские показатели

Хронические заболевания миндалин

2,11

5,7

8,59

5,5

Пневмония

3,5

4,9

3,49

5,1

Хронический бронхит

13,4

18,22

21,56

29,23

Бронхиальная астма

0,45

1,04

0,99

1,45

Изучая структуру первичной заболеваемости органов дыхания в Красноармейском районе Чувашской Республики в период времени с 1976 по 1986 гг., было выявлено следующее. Все показатели были ниже среднереспубликанских значений, за исключением показателей первичной заболеваемости хроническим бронхитом и бронхиальной астмы. Исследовав показатели первичной заболеваемости органов дыхания во временной промежуток с 1987 по 1997 гг., мы обнаружили, что увеличилась заболеваемость практически всеми исследуемыми нозологиями, кроме хронических бронхитов и пневмоний. Более того, показатели первичной заболеваемости населения Красноармейского района Чувашской Республики хроническими заболеваниями миндалин превысили среднереспубликанские значения в 2,3 раза и выросли в сравнении с показателями первичной заболеваемости с 1976 по 1986 гг. в 3,8 раза (р<0,001) (Таблица 12).

Таблица 12

Показатели первичной заболеваемости  органов дыхания

жителей Красноармейского района Чувашской Республики в сравнении со среднереспубликанскими значениями до и после строительства газокомпрессорной станции

(на 1000 человек)

Заболевания органов дыхания

1976-1986 гг.

1987-1997 гг.

В среднем по району

Среднереспубликанские показатели

В среднем по району

Средне республиканские показатели

Хронические заболевания миндалин

0,99

1,4

3,74

1,6

Пневмонии

2,89

3,8

2,56

2,8

Хронические бронхиты

2,96

1,93

2,11

1,7

Бронхиальная астма

0,1

0,08

0,13

0,1

       

Ряд исследователей (Борзов Е.В., 2005) связывают заболеваемость верхних дыхательных путей с влиянием антропотехногенных факторов, к которым, несомненно, принадлежат атмосферные выбросы газокомпрессорной станции. В связи с чем, нами были выбраны два равноудаленных (около 7 км) населенных пункта в Красноармейском районе Чувашской Республики, расположенных, согласно розе ветров, относительно газокомпрессорной станции с подветренной (село Алманчино) и с наветренной сторон (село Караево).

В данных населенных пунктах мы осмотрели по 100 практически здоровых детей. Учитывая, что лимфаденоидное глоточное кольцо является важнейшим вторичным органом иммунной системы, ответственным за формирование факторов неспецифической резистентности и антиген-специфического иммунного ответа in situ, хронические инфекционно-зависимые процессы в этой ткани закономерно сказываются и на состоянии иммунной системы в целом. В результате проведенных исследований выявили, что при непосредственном осмотре в с. Алманчино, которое находится с подветренной стороны относительно ГКС, и куда, соответственно, чаще доходили атмосферные выбросы газокомпрессорной станции, у 11% детей выявили гипертрофию нёбных миндалин (рис. 1б).

А

б

Рисунок 1. Соотношение числа здоровых детей к детям с гипертрофией небных миндалин:

а - в населенном пункте, находящемся с наветренной стороны, относительно газокомпрессорной станции (село Караево).

б - в населенном пункте, находящемся с подветренной стороны, относительно газокомпрессорной станции (село Алманчино).

Обследование детей в селе Караево, находящемся, согласно розе ветров, с противоположной, наветренной стороны относительно газокомпрессорной станции, выявило только 5% детей с гипертрофией небных миндалин (рис. 1а).

Полученные в результате обследования детей данные соотносятся с показателями общей и первичной заболеваемости населения Красноармейского района Чувашской Республики и, по-видимому, отражают процессы иммунодефицитных состояний, вызванных неблагоприятным воздействием природного газа на организм человека. Обнаруженное увеличение числа детей с гипертрофией миндалин, а также увеличение показателей общей и первичной заболеваемости хроническими заболеваниями миндалин может явиться причиной или отягчающим фоном бронхиальной астмы (Матвеева А.Ю., 2006). Эти данные подтверждаются тем обстоятельством, что показатели общей заболеваемости бронхиальной астмой в 10-летний период после ввода в эксплуатацию газокомпрессорной станции увеличились в 2,2 раза в сравнении с аналогичным временным промежутком до ввода в работу газокомпрессорной станции (табл. 11).

ВЫВОДЫ

  1. Воздействие природным газом в концентрации 10 ПДК ведет к увеличению нейроаминов во всех изучаемых структурах тимуса, за исключением гистамина в тимоцитах мозгового вещества тимуса.
  2. При исследовании легких после воздействия природным газом в концентрации, равной 0,1 ПДК, наблюдается повышение нейроаминов во всех изучаемых структурах, исключая интерстициальные макрофаги. После воздействия природным газом в концентрации равной ПДК, происходит снижение нейромедиаторов (КА и СТ) во всех структурах. А при увеличении концентрации природного газа до 10 ПДК вновь происходит увеличение всех нейроаминов во всех изучаемых структурах за исключением нервных волокон. Серотониновый индекс при всех экспериментах и во всех структурах остается выше единицы.
  3. В тимусе отсутствует положительный коэффициент корреляции между премедуллярными/альвеолярными ГЛК, а также между премедуллярными ГЛК и интерстициальными макрофагами легких. Наибольшее значение коэффициент корреляции принимает по серотонину. При исследовании коэффициента корреляции между субкапсулярными ГЛК и макрофагами легких по серотонину при концентрации природного газа, равной ПДК, он становится сильным. По гистамину у интактных животных коэффициент корреляции сильный отрицательный, при воздействии природным газом дозой, равной ПДК, он становится сильным положительным и при концентрации в 10 раз больше ПДК – снова сильным отрицательным.
  4. Увеличение концентрации природного газа в дыхательной смеси приводит к увеличению в изучаемых структурах лактатдегидрогеназы и снижению сукцинатдегидрогеназы, увеличению числа тучных клеток, усилению их дегрануляции и снижению сульфатированности гепарина, вначале к увеличению, а затем, при концентрации, равной 10 ПДК, - к снижению МАО.
  5. После строительства ГКС на территории Красноармейского района Чувашской Республики наблюдается рост показателей общей и первичной заболеваемости органов дыхания (хронический бронхит и хронический тонзиллит). При обследовании детей, проживающих в населенном пункте,  находящемся с подветренной стороны относительно ГКС, и анализе их амбулаторных карт было выявлено, что гипертрофия небных миндалин встречается в 2 раза чаще, чем в населенном пункте, находящемся с наветренной стороны.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

  1. При выборе места строительства и проектировании газокомпрессорных станций, а также при разработке нормативов предельно допустимых концентраций природного газа в производственных помещениях и в санитарно-защитной зоне, прилегающей к ГКС, необходимо принимать во внимание розу ветров и учитывать продемонстрированный в настоящем исследовании эффект неблагоприятного воздействия даже малых доз природного газа на легкие и тимус.
  2. Увеличить кратность прохождения профилактических медицинских осмотров работников газокомпрессорных станций и населения, проживающего в регионе расположения ГКС, и включить в комплекс мероприятий биохимические исследования крови, иммунологические исследования для определения степени метаболических и структурных изменений бронхолегочной и иммунной системы.
  3. Использовать для коррекции выявленных нарушений ангиопротекторы и лекарственные препараты, корригирующие нарушения иммунной и дыхательной системы.
  4. Результаты работы могут быть использованы в учебном процессе для студентов высших учебных заведений медицинских и биологических специальностей по клеточной биологии, гистологии, цитологии.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК России

  1. Любовцева Л.А. Локализация гистамина в структурах тимуса крыс после экспериментальной затравки природным газом / Любовцева Л.А., Кузьмин С.П., Кузьмин О.П., Любовцева Е.В. // Аллергология и иммунология. – Москва, 2003. Т 4, №2. – С. 202.
  2. Богатых С.П. Сравнительная характеристика биоаминсодержащих структур тимуса крыс в норме и после экспериментального воздействия природным газом / С.П. Богатых, Л.А. Любовцева // Современные проблемы науки и образования. - 2012. № 4.
  3. Богатых С.П. Динамика содержания нейромедиаторов в аминосодержащих  структурах легких в норме и после экспериментального воздействия природным газом / С.П. Богатых, Л.А. Любовцева // Современные проблемы науки и образования. - 2012. № 5.
  4. Богатых С.П. Распределение нейромедиаторов в структурах легких после воздействия природным газом / С.П. Богатых, Л.А. Любовцева // Фундаментальные исследования – 2012. №8 ч. 1. - С. 37-41.
  5. Богатых С.П. Нейромедиаторное обеспечение структур тимуса после экспериментального воздействия природным газом в различных концентрациях / С.П. Богатых, Л.А. Любовцева // Вестник Чувашского университета – 2012. № 3. - С. 111-113.

Другие публикации

  1. Кузьмин С.П. Сравнительное изучение некоторых показателей здоровья населения в связи с влиянием выбросов газокомпрессорной станции / С.П. Кузьмин, О.П. Кузьмин, В.Л. Сусликов // Наука. Творчество. Информация: материалы ХХХIII научной студенческой конференции. – Чебоксары, 1999. - С. 92-93.
  2. Кузьмин С.П. К вопросу о влиянии атмосферных выбросов газокомпрессорной станции села Красноармейское на биоаминное обеспечение легких и тимуса экспериментальных животных / С.П. Кузьмин, О.П. Кузьмин, В.Л. Сусликов // На рубеже веков: итоги и перспективы: материалы ХХХIV научной студенческой конференции. - Чебоксары, 2000. - С. 126-127.
  3. Кузьмин С.П. К вопросу о влиянии атмосферных выбросов газокомпрессорной станции (ГКС) на здоровье населения Красноармейского района Чувашской Республики / С.П. Кузьмин, В.Л. Сусликов, Л.М. Кузьмина, О.П. Кузьмин // Геохимическая экология и биогеохимическое изучение таксонов биосферы: материалы 3-й Российской биогеохимической школы. - Горно-Алтайск, 2000. - С. 110.
  4. Богатых С.П. Реакция биоаминсодержащих структур легких на выбросы газокомпрессорной станции / С.П. Богатых // Здравоохранение Чувашии. – 2011. № 1. - С. 28-32.
  5. Богатых С.П. Реакция биоаминсодержащих структур тимуса на выбросы газокомпрессорной станции / С.П. Богатых, Е.В. Любовцева, Л.А. Любовцева // Здравоохранение Чувашии. - 2011. № 4. - С. 64-68.

Подписано в печать 03.09.2012

Заказ № . Тираж 100 экз.

Усл. печ. л. 1

Оттиражировано в Издательстве «»







© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.