Известно, что множество соединений различной химической природы могут быть метгемоглобинобразователями (нитраты, нитриты, соли тяжелых металлов, хлорорганические пестициды, диоксины, антибиотики) [1] В отношении солей тяжелых металлов сведения скудны, хотя достаточно теоретических оснований для того, чтобы ожидать усиления метгемоглобинобразования при их хроническом воздействии. Катионы металлов, включая и кадмий легко реагируют как с ионизированными, так и с неионизированными SH-группами белков, ферментов и низкомолекулярных тиолов, которые широко представлены в организме, включая также и эритроциты [2,3]. Блокада металлами этих SH - групп в эритроцитах может вызвать нарушение процессов обезвреживания эндогенного метгемоглобинобразователя - перекиси водорода, используемой в физиологических условиях для окисления низкомолекулярного тиола (глутатиона). Таким образом, воздействие металлов может затормозить процессы восстановления метгемоглобина, постоянно образующегося при функционировании эритроцитов и тем самым привести к его накоплению [4]. Отсутствие в литературе информации о способности кадмия к провоцированию образования избытка метгемоглобина послужило основанием для настоящих исследований.
Хронические эксперименты были проведены на 28 белых лабораторных крысах, в течение 1 месяца. Раствор CdCl2 вводился однократно, внутрибрюшинно, из расчета 0,1Ld 50. Эта доза (Ld 50) была установлена ранее, согласно определенной нами формуле:
Y= 13,334х - 33,35 R2=1,
где х это доза вводимого токсиканта, а Y это количество погибших животных в процентах, (R2 это коэффициент детерминации), таким образом, LD 50 составляло 6,25 мг/кг. Контрольной группе (10 крыс) вводился физраствор. После введения токсиканта, животные через день брались на эксперимент и у них под наркозом (эфирно - тиопенталовый) забирались пробы артериальной крови из бедренной артерии. Метгемоглобин определяли по методике И.Ф. Боярчука, В.А. Лутова [5] сразу после забора пробы, поскольку его содержание в крови нарастает с течением времени. Во избежание рутинной работы с калибровочной кривой, нами была составлена эмпирическая формула, связывающая показатели экстинкции с соответствующим содержанием метгемоглобина у белых лабораторных крыс:
Y = 415,83 x - 20,743, R2 = 0,99
где х это значения экстинкции, а Y - это содержание метгемоглобина, а R2 это коэффициент детерминации. В ходе экспериментов производился также анализ состава крови и лимфы, показатель гематокрита и времени свертывания крови, определялись скорость перехода меченого белка из плазмы крови в лимфу, объёмная скорость лимфотока. Обработка данных производилась с использованием пакета EXCEL и Statistica.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что в результате воздействия кадмия, введенного крысам внутрибрюшинно, у них развивается метгемоглобинемия, которая носит интермиттирующий характер, с периодами подъёмов к 8 и 14 дням и спадов, почти до нормы, к 10 и после 15 дня наблюдений, как видно из рисунка 1. У контрольных крыс содержание метгемоглобина было довольно стабильным и составляло 3,761 ± 2,01%. Можно видеть, что в ответ на низкую дозу токсиканта (0,1Ld 50), он вызвал увеличение содержания метгемоглобина, которое в конце наблюдений осталось стабильно выше нормального показателя и было в пределах 10,44±2,53%.
Анализ показателей крови выявил, что уровень гемоглобина у опытных животных после воздействия хлорида кадмия был ниже такового у контрольных на 12,5%, несмотря на то что количество эритроцитов в крови крыс увеличилось на 72,4% соответственно. Гематокрит возрастал на 4,3%, по сравнению с контролем, Таким образом, компенсаторная интенсификация кроветворения, о чем говорит увеличение количества эритроцитов и оказалась недостаточной, чтобы поднять уровень гемоглобина до такового у контрольных животных. Наши результаты подтверждают информацию из литературных источников о формировании анемии при действии кадмия [6.7]. Известно, что снижение содержания гемоглобина при увеличении общего количества эритроцитов при отравлении известным метгемоглобинобразователем (нитритом) связано с тем, что при интенсивном компенсаторном гемопоэзе, в кровь попадает значительное количество относительно незрелых эритроцитов, содержащих меньшее в сравнении с нормой количество гемоглобина [8], что является одной из причин анемии в этих обстоятельствах. Вероятно, это происходит и при анемии вызванной интоксикацией кадмием. Снижение содержания гемоглобина в эритроцитах, как результат их незрелости, равно как и снижение кислород-транспортирующей способности эритроцитов при метгемоглобинемии в итоге приводят к гемической форме гипоксии в организме.
Наблюдаемое нами снижение лимфотока после длительного отравления хлоридом кадмия было сопряжено со снижением содержания общего белка в лимфе и плазме крови. Поскольку основным свойством лимфатической системы является отвоз белка, вышедшего из кровеносных сосудов в интерстиций, то одновременное снижение его в крови и лимфе может говорить о нарушении резорбции белка корнями лимфатической системы, определяющей процессы лимфообразования. В сериях экспериментов производилось введение красителя синего Эванса, образующего комплекс с альбуминами плазмы, в системный кровоток в норме и после длительной затравки нитритом натрия и хлоридом кадмия. Полученные результаты позволили установить, что если в норме краситель появлялся на 9,5 ± 1,7 мин, то после затравки нитритом он появлялся в лимфе на 18-20 минутах после воздействия кадмия. При этом содержание красителя в плазме крови в течение длительного времени (свыше часа наблюдений) почти не снижалось. Эти результаты свидетельствуют о том, что кадмий значительно снижает процессы лимфообразования и лимфообращения у крыс. Если учесть факт, что уровень микроциркуляции определяется притоком кислорода к органам и тканям [9], то результатом гипоксии, в том числе и гемической будет снижение интенсивности обменных процессов в них с соответствующим снижением процессов образования и оттока лимфы.
Показана динамика взаимоотношений лимфотока из грудного протока крыс и содержания метгемоглобина в зависимости от времени, описываемые соответствующими формулами. Так взаимоотношения лимфотока и времени описываются следующим образом:
плазма метгемоглобинобразование интоксикация крыса
Y 1 = 1,483 + 0,051 * x1, p = 0,79,
где Y 1 это лимфоток в микролитрах/мин/100 г веса, x1 это время, измеряемое днями, p это показатель достоверности различий. Взаимоотношения содержания метгемоглобина и времени описываются следующим образом
Y2 = 3.957 + 0.387 * x2, p = 0,56,
где Y2 это содержание метгемоглобина в артериальной крови в%, а p это показатель достоверности различий. Из этого рисунка можно видеть, что между этими показателями имеется чёткая взаимосвязь, что подтверждает возможность зависимости между уровнем гипоксии и состоянием лимфообразования и лимфообращения. Причём, эта зависимость имеет обратный характер, т.е., чем выше уровень метгемоглобина в организме крыс, тем ниже у них лимфоток. Однако, если уровень метгемоглобина в организме не будет восстановлен до нормального, то и лимфоток будет оставаться ниже контрольного, что и наблюдалось в наших экспериментах.
Литература
1) Кривицкая Е.И. Фактическое питание и его коррекция у детей в условиях многокомпонентного загрязнения окружающей среды метгемоглобинобразователями. // Эфферент. Терапия, 1998. 4, N4. С. 60-66.
2) Тиунов Л.А., Кустов В.В., Линючева Л.А и др. Метгемоглобинобразование при хронической интоксикации свинцом. // Гигиена и санитария, 1981, №8, С. 75-76.
3) Боярчук И.Ф., Лутов В.А. Количественное определение метгемоглобина в крови лабораторных животных фотоэлектроколориметрическим методом. // Гигиена труда и профессиональные заболевания, 1966, №3, С. 55-56.
8) Лановенко И.И., Миняйленко Т.Д., Середенко М.М. Системные механизмы развития и компенсации острой гемической гипоксии при экспериментальной метгемоглобинемии у собак. // Патол. физиол. и эксперим. терапия. 1986, №3,50-53.