Архів / Archive

Скаб О.Б., к.с.-г.н., в.о. доцента кафедри

Львівський національний аграрний університет

м. Дубляни, Україна

ВПЛИВ Cr (VI) НА СКЛАД РІЗНОВІКОВИХ ПОПУЛЯЦІЙ ЕРИТРОЦИТІВ У КРОВІ БІЛИХ ЩУРІВ

Сполуки шестивалентного Хрому, важкого металу, що широко використовується в промисловості, належать до основних забрудників навколишнього середовища. Cr (VI) – потужний оксидант, який виявляє мутагенні й канцерогенні властивості, пригнічує процес проліферації клітин, в зв’язку з чим є токсичним для більшості живих організмів [1]. Однак, механізми впливу шестивалентного Хрому на функціональну активність органів і систем досліджені недостатньо, зокрема це стосується процесу забезпечення клітин киснем, необхідним для життєдіяльності організму людини і тварин. Важливу роль у цьому процесі відіграє функціональна активність еритроцитів крові, які завдяки наявності молекул гемоглобіну виконують газотранспортну функцію [3].

Відомо, що у кровообігу еритроцити становлять гетерогенну систему, у якій одночасно перебувають різновікові популяції клітин (молоді, зрілі та старі еритроцити). Ці фракції еритроцитів значно відрізняються за інтенсивністю метаболізму та функціональною активністю, передусім здатністю до транспорту кисню [5, 8]. Найактивнішими у метаболічному та функціональному аспектах є молоді еритроїдні клітини (ретикулоцити), які загалом становлять незначну частку еритроцитів у кровообігу, а найменш активними є старі еритроцити, у яких відбуваються зміни в структурі плазматичної мембрани та зменшення вмісту функціонально активних білків [8, 10]. Із наукових джерел відомо, що клітини різновікових фракцій мають неоднакову здатність до акумуляції Хрому [9], тому вони, відповідно, можуть по-різному реагувати на надходження біхромату в організм тварин.

Метою роботи було з’ясувати вплив Хрому (VI) на еритропоез аналізуючи зміни в популяційному складі еритроцитів щурів, яким внутрішньошлунково вводили розчин K₂Cr₂O₇.

Дослідження проводились на безпородних білих щурах, яких утримували за умов віварію. Аналізували 4 групи тварин – одну контрольну (К) і три дослідні (Д1, Д2 і Д3). Тваринам дослідних груп вводили K₂Cr₂O₇ (3 мг/кг маси) шляхом внутрішньочеревинної ін’єкції, відповідно, впродовж 7-ми, 14-ти і 21-ї діб, а щурам контрольної групи – такий самий об’єм фізіологічного розчину. Матеріалом досліджень були еритроцити крові тварин. Різновікові популяції еритроцитів (молоді, зрілі та старі клітини) отримували фракціонуванням суспензій клітин у градієнті густини сахарози методом, який базується на змінах плавучої густини еритроцитів під час дозрівання та старіння [2].

Результати досліджень свідчать, що тривале надходження біхромату супроводжується змінами відносного вмісту різновікових популяцій еритроцитів у крові щурів (рисунок), однак фракції молодих і старих клітин проявляють неоднакову динаміку в процесі експерименту.

Рис. 1. Вміст різновікових фракцій еритроцитів в крові щурів за умов внутрішньошлункового введення K₂Cr₂O₇.

Зокрема, вміст фракції старих еритроцитів поступово меншає, починаючи з 7-ї доби після початку введення тваринам біхромату, але вірогідне зменшення цього показника порівняно з контролем відмічене лише на 21-шу добу (р<0,05). Такий ефект відбувається водночас із збільшенням частки молодих еритроцитів, особливо на 14-ту і 21-шу доби експерименту (р<0,05). Що стосується вмісту зрілих еритроцитів, які формують основну і найстабільнішу фракцію еритроїдних клітин у крові тварин і людини, то істотних змін цього показника в процесі досліджень не встановлено.

З отриманих результатів можна зробити висновок про те, що за умов введення Cr (VI) в організм тварин відбувається поступове вилучення з кровообігу старих еритроцитів та активується надходження в кров молодих еритроїдних клітин. Потрібно зазначити, що подібне явище спостерігають в організмі тварин і людини під час розвитку гіпоксичних станів [6, 7, 12].           У зв’язку з цим можна припустити, що внаслідок надходження Cr (VI) в організмі тварин виявляються умови гіпоксії, які зумовлюються інгібуванням клітинного дихання в мітохондріях під впливом цього металу [4, 11], а також динамікою до зменшення вмісту гемоглобіну і, відповідно, пригніченням процесу постачання молекул кисню до тканин. За таких умов збільшення частки молодих еритроцитів у крові може бути однією з адаптаційних реакцій організму до впливу шестивалентного Хрому.

Список використаних джерел

1. Сологуб, Л.І. Хром в організмі людини і тварин: наукове видання [Текст] / Л.І. Сологуб, Г.Л.Антоняк, Н.О.Бабич. – Львів : Євросвіт, 2007. – 120 с.
2. Сибірна, Н.О. Цитологічні та фізико-хімічні методи дослідження крові [Текст] : методичний посібник / Н.О. Сибірна, М.М. Великий // Львів : Ред.-вид. відділ. Львів. ун-ту, 1997. – 69 с.
3. Федоров, Н.А. Нормальное кроветворение и его регуляция [Текст] / Н.А.Федоров. –  М. : Медицина. – 1976. – 543 с.
4. Accidental potassium dichromate poisoning. Toxicokinetics of chromium by ICP-MS-CRC in biological fluids and in hair [Text] / [J.P. Goullé, E. Saussereau,  J. Grosjean et al.] // Forensic Sci. Int. – 2012. – Vol. 217, N 1–3. – P. e8–12.
5. Bartosz G. Erythrocyte aging / G. Bartosz // Adv. Cell Aging Gerontol. – 1996. – Vol. 1. – P. 63–88.
6. Characteristics of chromate workers' cancers, chromium lung deposition and precancerous bronchial lesions: an autopsy study [Text] / [Y. Ishikawa, K. Nakagawa, Y. Satoh et al.] // Br. J. Cancer. – 1994. – Vol. 70. – P. 160–166.
7. Hartwig A. Carcinogenicity of metal compounds: possible role of DNA repair inhibition / А. Hartwig // Toxicol. Lett. – 1998. – Vol. 102–103. – P. 235–239.
8. Human red blood cell aging: correlative changes in surface charge and cell properties / [Y.X. Huang, Z.J. Wu, J. Mehrishi et al.] // J. Cell Mol. Med. – 2011. – Vol. 15, N 12. – P. 2634–2642.
9. In vitro reduction kinetics of hexavalent chromium in human blood         [Text] / [G.E. Corbett, D.G. Dodge, E. O'Flaherty et al.] // Environ. Res. – 1998. – Vol. 78, N 1. – P. 7–11.
10. Membrane surface charge and morphological and mechanical properties of young and old erythrocytes [Text] / [X.Y. Chen, Y.X. Huang, W.J. Liu et al.] // Current Appl. Phys. – 2007. – Vol. 7. – P. e 94–96.
11. Near-anode focusing phenomenon caused by the high anolyte concentration in the electrokinetic remediation of chromium(VI)-contaminated soil    [Text] / [D. Li, Z. Xiong, Y. Nie et al.] // J. Hazard Mater. – 2012. – Vol. 229–230. – P. 282–291.
12. NSC (National Safety Council). National Pollutant Release Inventory. National Overview, 1998. Canadian Environmental Protection Act. – 1998. – 108 p.