Ионизирующие излучение, в том числе от источников искусственного происхождения, относят в настоящее время к наиболее опасным неблагоприятным внешнесредовым влияниям на организм человека и высших животных. Это определяет неослабевающий интерес ученых к проблеме лучевого поражения. Особое значение данный вопрос приобритает вследствие беспрецедентных по количеству испытаний, произведенных на бывшем Семипалатинском ядерном полигоне. Как показали исследования, практически все территории бывшей Семипалатинской и Восточно-Казахстанской областей подверглись радиационному загрязнению, а Семипалатинский регион является одним из наиболее неблагоприятных регионов республики Казахстан.

Не последнее место занимает проблема ртутного загрязнения территории Казахстана: почво-грунтов, атмосферного воздуха, пойм и берегов рек. Согласно множественным исследованиям, среди химических факторов, загрязняющих окружающую среду, ртуть играет исключительную роль, благодаря способности образовывать в природе высокотоксичные органические соединения. Независимо от источника загрязнения ртутью большинство ее соединений в природе переходит в метилртуть [1]. Ртуть относится к числу ядов, обладающих способностью образовывать депо в различных органах, преимущественно паренхиматозных, а также в костях, откуда может поступать в кровь. Основной механизм повреждающего действия ртути на субклеточные структуры заключается в блокировании SH-групп [2].

Учитывая неблагоприятное состояние экологической обстановки в Казахстане, особый интерес представляет комплексное изучение действия ртути и радиации на органы и системы организма с целью выработки новых, эффективных способов детоксикации и повышения резистентности организма при хроническом и остром ртутном отравлениях и при сочетанном воздействии радиации и ртутной интоксикации. Кроме того, анализ последствий сочетанных воздействий на организм комплекса таких поражающих факторов, как ионизирующее излучение и ртутная интоксикация, является одной из наименее исследованных областей науки.

Известно, что на уровне клеток действует регуляторная система пуриновых нуклеотидов и их производных: аденозинтрифосфат (АТФ), АДФ (аденозиндифосфат), АМФ (аденозинмонофосфат), аденозин, инозин, компоненты которых выступают в роли универсальных внутриклеточных регуляторов как нервно-мышечной, секреторной и других физиологических функций, так энергетического обмена и иммунной системы. Установлено, что в основе клеточного и гуморального иммунитета лежат изменения активности ряда ферментов нуклеотидного обмена в различных субпопуляциях лимфоцитов [3]. Ферменты метаболизма пуриновых нуклеотидов аденозиндезаминаза (АДА), АМФ-дезаминаза (АМФ-ДА) и 5’-нуклеотидаза (5’-HT) являются универсальными внутриклеточными модуляторами, регулирующими функции различных клеток, в частности, лимфоцитов при стрессе [4].

Цель исследования

Целью исследования явилось изучение изменения иммунного статуса и активности ферментов метаболизма пуриновых нуклеотидов аденозиндезаминазы (АДА), АМФ-дезаминазы (АМФ-ДА) и 5’-нуклеотидазы (5’-НТ) в наиболее чувствительных тканях печени, почек и сыворотке крови.

Материалы и методы исследования

Исследования проведены на белых крысах, подвергшихся излучению (гамма-лучами Со-60 на радиотерапевтической установке ЛУЧ-1). Мощность дозы – 128 рентген в минуту с последующей ртутной интоксикацией в течение 3 суток после облучения. Количество животных в каждой серии («контроль», «облучение», «облучение + сулема») составляло 10 особей.

Через 3 недели после экспериментальных воздействий животных декапитировали и осуществляли забор биоматериала для исследования. Активность 5’-НТ в лимфоцитах определяли по скорости гидролиза АМФ до аденозина и фосфорной кислоты и выражали в количестве мкмоль H3PO4 на 1 мг белка. Активность АМФ-ДА и АДА определяли по скорости дезаминирования по методике, разработанной Тапбергеновым С.О. [5], и выражали в нмоль аммиака на мг белка.

Для оценки иммунологического статуса в периферической крови подсчитывали общее количество лейкоцитов и лимфоцитов. Количество Т-лимфоцитов преимущественно с хелперной (ТФУ-РОК) и супрессорной (ТФЧ-РОК) активностью определяли методом Limatyiul S., Shore A. et al. (1978) [6]. Количество Т- и В-лимфоцитов определяли розеткообразующими тестами (Jondal V. et al (1972) [7]). Количество популяции лимфоцитных клеток определяли с использованием стандартной методики подсчета Т- и В-лимфоцитов.

Результаты исследования и их обсуждение

Установлено, что при воздействии радиации в тканях печени и почек активность ферментов метаболизма пуриновых нуклеотидов повышается (табл. 1, 2).

Введение облученным животным раствора хлористой ртути (сулемы) из расчета 1 мг/кг приводит к снижению активности всех изучаемых ферментов обмена пуриновых нуклеотидов в тканях печени и почек относительно облученных животных (табл. 1, 2). Вероятно, сулема снижает активирующее действие радиации на изучаемые ферменты в ткани печени и почек.

Таблица 1

Изменение активности ферментов пуринового обмена в ткани печени при сочетанном воздействии радиации и ртутной интоксикации (мкмоль/мл)

Примечание. Здесь и далее * – различия статистически значимы в сравнении с контролем; ** – различия статистически значимы в сравнении с радиацией; р – для сравнения с радиацией.

Таблица 2

Изменение активности ферментов пуринового обмена в ткани почек при сочетанном воздействии радиации и ртутной интоксикации (мкмоль/мл)

В сыворотке крови воздействие радиации вызывает понижение активности ферментов пуринового ряда. После введения хлористой ртути имеет место повышение активности изучаемых ферментов, в особенности АДА и АМФ-ДА (табл. 3).

В следующей серии исследований изу чено состояние иммунного ответа при сочетанном воздействии радиации и ртутной интоксикации. Установлено, что после воздействия радиации отмечается изменение основных показателей системы клеточного и гуморального иммунитета. При облучении возрастает общее число лейкоцитов, лимфоцитов, В-лимфоцитов в том числе; снижается содержание Т-лимфоцитов и, в частности, Т-супрессоров и Т-хелперов  (табл. 4).

Введение облученным животным хлористой ртути приводит к снижению относительного содержания В-лимфоцитов. В остальном, имеет место повышение показателей иммунного статуса.

Проводя сравнительный анализ эффектов разных изучаемых стрессорных факторов (радиация, ртутная интоксикация), нами установлены значительные сходства в механизме их действия на метаболизм и клеточные функции. Однако при ртутной интоксикации по сравнению с воздействием радиации имеет место снижение уровня В-лимфоцитов, что в какой-то мере объясняется особенностями эффектов ртутной интоксикации на систему иммунитета и ферменты метаболизма пуриновых нуклеотидов.

Тапбергеновым С.О. было показано участие адрено-тиреоидной системы в становлении адаптационного синдрома и возможности формирования синдрома адрено-тиреоидной недостаточности при разном типе стрессорных на организм воздействиях, в том числе и радиационном [8]. В определенной степени, обнаруженные нами различия эффектов действующих на организм стрессорных факторов можно объяснить разной степенью становления защитных механизмов и уровнем активности регуляторной функции адрено-тиреоидной системы.

Заключение

1. При радиационном стрессе имеет место повышение процента и абсолютного числа лимфоцитов, за счет увеличения числа В-лимфоцитов, снижается число Т-лимфоцитов и их субпопуляций – Т-хелперов и Т-супрессоров. В сыворотке крови снижается активность 5′-нуклеотидазы, аденозиндезаминазы, АМФ-дезаминазы.

2. При сочетанном воздействии радиации и ртутной интоксикации обнаружено изменение иммунного статуса. В сыворотке крови имеет место увеличение общего числа лейкоцитов и лимфоцитов относительно как контрольной, так и облученной групп животных; снижение количества относительного количества В-лимфоцитов относительно облученных животных. В сыворотке крови повышается активность изучаемых ферментов как относительно контроля, так и относительно облученных животных. В печени и почках резко снижается активность изучаемых ферментов.