ОЦЕНКА РИСКА ВОЗДЕЙСТВИЯ БИОИНСЕКТИЦИДОВ БОВЕРИНА
И ЛЕПИДОЦИДА НА ИММУННУЮ СИСТЕМУ МАТЕРИНСКОГО ОРГАНИЗМА И ПОТОМСТВА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ
, 1
НИИ охраны труда и здоровья окружающей среды
Рижского медицинского университета Паула Страдыня,
1 труда» НИИ охраны труда и здоровья окружающей среды
Рижского медицинского университета Паула Страдыня, Рига, Латвия
С целью оценки риска воздействия биоинсектицидов боверина (штамм-продуцент Beauveria bassiana) и лепидоцида (штамм-продуцент Bacillus thuringiensis) на иммунную систему беременных самок крыс и их потомства в возрасте 1 и 2-х месяцев в условиях повторного ингаляционного поступления препаратов в течение всей беременности на уровне ПДК и действующих концентраций изучены показатели клеточного и гуморального иммунитета, а также клеточных и гуморальных факторов неспецифической защиты организма.
Исследования проведены в соответствии с методическими рекомендациями по токсикометрии [2]. В опытах использованы белые беспородные крысы массой 250-290 г, содержавшиеся на стандартном пищевом рационе в течение всех экспериментов. Статистическая группа состояла из 15-20 особей.
Изменения показателей иммунитета у беременных самок крыс и их потомства при воздействии и последействии биопрепаратов представлены в таблице.
Таблица
Изменения показателей иммунитета беременных самок крыс, подвергавшихся воздействию боверина и лепидоцида в течение всей беременности,
и их 1- и 2-месячного потомства
Показатель иммунитета | Контроль | Концентрация препаратов, мг/м 3 | |||
Боверин | Лепидоцид | ||||
0,3 ± 0,05 | 5,0 ± 0,3 | 0,7 ± 0,08 | 6,0 ± 0,3 | ||
Беременные самки | |||||
ауто-РОК в тимусе | 13,9 ± 2,9 | 15,6 ± 2,3 | 5,1 ± 1,3** | 13,4 ± 2,6 | 5,3 ± 1,2** |
k массы селезенки | 0,35 ± 0,03 | 0,38 ± 0,03 | 0,51 ± 0,07* | 0,4 ± 0,05 | 0,58 ± 0,1* |
ауто-РОК в селезенке | 16,9 ± 2,7 | 18,5 ±3,2 | 7,7 ± 1,8** | 16,1 ± 2,2 | 7,9 ± 1,9** |
Вс3-лимфоциты | 19,3 ± 3,1 | 21,6 ± 3,4 | 16,6 ± 2,8 | 20,1 ± 3,5 | 10,2 ± 1,4** |
титр антител | 4,8 ± 0,8 | 4,7 ± 0,6 | 2,5 ± 0,5* | 4,5 ± 0,7 | 2,6 ± 0,6* |
% фагоцитоза | 95,5 ± 2,7 | 94,6 ± 2,6 | 85,7 ± 2,5** | 93,8 ± 2,9 | 86,5 ± 2,2** |
α1-глобулин | 13,4 ± 0,9 | 12,9 ± 0,8 | 11,8 ± 0,7 | 12,3 ± 0,9 | 21,7 ± 3,4* |
β-глобулин | 15,4 ± 1,3 | 14,9 ± 1,1 | 12,5 ± 0,8 | 14,3 ± 1,2 | 24,3 ± 3,3* |
γ-глобулин | 20,9 ± 1,5 | 21,3 ± 2,2 | 24,2 ± 3,5 | 22,3 ± 2,4 | 30,1 ± 3,1** |
1-месячное потомство мужского пола | |||||
ауто-РОК в тимусе | 14,9 ± 1,8 | 15,9 ± 1,5 | 8,6 ± 1,2*** | 14,3 ± 1,4 | 8,3 ± 2,0* |
k массы селезенки | 0,62 ± 0,07 | 0,57 ± 0,08 | 0,6 ± 0,1 | 0,54 ± 0,06 | 0,82 ± 0,06* |
ауто-РОК в селезенке | 16,0 ± 2,4 | 14,5 ± 1,5 | 7,6 ± 1,0* | 15,3 ± 1,7 | 8,2 ± 1,4** |
Вс3-лимфоциты | 15,4 ± 1,7 | 12,9 ± 1,1 | 7,1 ± 1,3*** | 14,8 ± 2,5 | 9,7 ± 1,1** |
титр антител | 4,4 ± 0,6 | 4,3 ± 0,3 | 2,6 ± 0,4* | 4,2 ± 0,7 | 2,7 ± 0,5* |
% фагоцитоза | 93,5 ± 4,3 | 93,8 ± 3,9 | 80,7 ± 2,6** | 90,3 ± 3,3 | 78,7 ± 3,2** |
38,1 ± 3,2 | 38,9 ± 2,5 | 29,5 ± 1,4* | 37,9 ± 2,8 | 28,8 ± 2,2* | |
α1-глобулин | 12,6 ± 0,9 | 13,1 ± 1,3 | 14,4 ± 1,9 | 13,7 ± 1,6 | 19,9 ± 2,8* |
β - глобулин | 20,4 ± 1,8 | 20,6 ± 1,7 | 28,9 ± 3,1* | 21,5 ± 1,5 | 28,3 ± 2,6* |
γ-глобулин | 17,2 ± 1,4 | 16,4 ± 1,5 | 19,3 ± 2,9 | 16,9 ± 1,7 | 26,3 ± 3,4* |
1-месячное потомство женского пола | |||||
ауто-РОК в тимусе | 11,3 ± 1,3 | 10,8 ± 1,4 | 6,1 ± 0,5*** | 10,2 ± 1,7 | 5,9 ± 0,7* |
k массы селезенки | 0,85 ± 0,09 | 0,78 ± 0,06 | 0,74 ± 0,07 | 0,81 ± 0,08 | 1,08 ± 0,04* |
ауто-РОК в селезенке | 17,4 ± 1,7 | 16,9 ± 1,3 | 10,4 ± 1,9** | 16,5 ± 1,6 | 9,8 ± 1,5*** |
Вс3-лимфоциты | 13,0 ± 0,8 | 13,4 ± 1,2 | 8,7 ± 1,4** | 14,5 ± 2,4 | 8,3 ± 1,3*** |
титр антител | 4,7 ± 0,7 | 4,6 ± 0,3 | 2,8 ± 0,4* | 4,5 ± 0,8 | 2,3 ± 0,2*** |
% фагоцитоза | 94,0 ± 4,3 | 93,7 ± 3,8 | 81,5 ± 2,4** | 92,6 ± 3,1 | 80,7 ± 2,3** |
альбумин | 39,6 ± 3,0 | 39,2 ± 3,2 | 33,3 ± 3,9 | 38,9 ± 2,8 | 28,5 ± 1,7** |
α1-глобулин | 13,0 ± 1,6 | 14,4 ± 1,8 | 15,5 ± 2,1 | 15,1 ± 1,9 | 20,2 ± 2,1** |
β - глобулин | 18,6 ± 2,0 | 19,1 ± 1,5 | 25,4 ± 0,9* | 18,2 ± 1,7 | 27,2 ± 2,5** |
γ-глобулинx | 18,3 ± 1,4 | 17,6 ± 1,3 | 19,8 ± 1,6 | 18,7 ± 1,8 | 29,4 ± 3,7** |
2-месячное потомство мужского пола | |||||
ауто-РОК в тимусе | 22,1 ± 1,6 | 22,3 ± 3,7 | 8,2 ± 2,4* | 20,4 ± 3,1 | 9,1 ± 2,1* |
k массы селезенки | 1,09 ± 0,09 | 0,97 ± 0,1 | 0,93 ± 0,1 | 0,95 ± 0,08 | 1,52 ± 0,15* |
ауто-РОК в селезенке | 12,4 ± 1,1 | 13,0 ± 1,4 | 9,6 ± 0,8 | 12,8 ± 1,6 | 7,6 ± 1,4** |
Вс3-лимфоциты | 21,5 ± 1,3 | 17,8 ± 1,5 | 14,6 ± 2,3** | 19,8 ± 2,5 | 12,6 ± 2,2*** |
титр антител | 4,6 ± 0,9 | 4,5 ± 0,4 | 2,5 ± 0,3* | 4,4 ± 0,5 | 2,1 ± 0,5* |
% фагоцитоза | 96,0 ± 3,4 | 95,7 ± 3,1 | 84,4 ± 3,1* | 94,4 ± 3,8 | 83,3 ± 3,5** |
aльбумин | 38,2 ± 3,6 | 39,8 ± 3,1 | 36,4 ± 2,9 | 36,8 ± 2,1 | 28,7 ± 2,3* |
α2-глобулин | 12,7 ± 1,8 | 11,5 ± 1,6 | 8,5 ± 0,5* | 11,9 ± 1,5 | 13,1 ± 1,1 |
β - глобулин | 16,5 ± 0,9 | 16,3 ± 0,7 | 21,9 ± 2,2* | 15,9 ± 1,2 | 25,2 ±31** |
γ-глобулин | 19,8 ± 0,7 | 19,5 ± 2,6 | 19,1 ± 2,8 | 19,0 ± 2,1 | 25,2 ± 2,1* |
2-месячное потомство женского пола | |||||
ауто-РОК в тимусе | 14,0 ± 2,7 | 11,0 ± 1,9 | 7,2 ± 1,2* | 13,3 ± 2,4 | 6,1 ± 1,6* |
k массы селезенки | 0,85 ± 0,03 | 0,78 ± 0,06 | 0,79 ± 0,07 | 0,81 ± 0,08 | 1,03 ± 0,08* |
ауто-РОК в селезенке | 10,5 ± 1,1 | 13,0 ± 2,1 | 5,4 ± 1,4** | 11,2 ± 1,8 | 7,2 ± 0,9* |
Вс3-лимфоциты | 17,5 ± 0,8 | 17,8 ± 1,3 | 11,6 ± 1,6** | 15,8 ± 2,1 | 10,5 ± 1,5** |
титр антител | 4,9 ± 0,7 | 4,6 ± 0,5 | 2,5 ± 0,5** | 4,7 ± 0,4 | 2,7 ± 0,6* |
% фагоцитоза | 95,0 ± 3,5 | 94,8 ± 3,3 | 83,4 ± 3,2* | 91,7 ± 2,8 | 82,4 ± 3,4** |
альбумин | 37,1 ± 2,8 | 38,9 ± 2,7 | 37,3 ± 2,6 | 36,8 ±2,4 | 29,3 ± 3,1* |
α2-глобулин | 13,3 ± 0,9 | 13,1 ± 0,7 | 10,8 ± 0,6* | 12,9 ± 0,8 | 14,2 ± 1,1 |
β - глобулин | 16,3 ± 1,2 | 17,2 ± 1,5 | 21,8 ± 2,3* | 15,8 ± 1,3 | 22,9 ± 2,8* |
γ-глобулин | 17,1 ± 1,4 | 17,6 ± 1,6 | 19,9 ± 2,3 | 17,4 ± 1,9 | 23,6 ± 2,5* |
Примечания: различия между группами достоверны при * – Р < 0,05; ** – Р < 0,002; *** – Р < 0,001; k – коэффициент массы тимуса/селезенки; ауто-РОК в тимусе или селезенке в %; Вс3-лимфоциты селезенки в %.
ПДК боверина (0,3±0,05 мг/м3) и лепидоцида (0,7±0,08 мг/м3) не вызывали изменений показателей иммунитета у всех из исследованных групп животных.
Действующая концентрация боверина (5,0±0,3 мг/м3) у материнского организма вызывала снижение показателей содержания Т-лимфоцитов, титра антител, процента фагоцитоза. Выявленное нарастание относительной массы селезенки происходило за счет элементов красной крови – эритроцитов, промиелоцитов и гранулоцитов, что подтвердилось морфологическими исследованиями структуры селезенки. Изменений белкового спектра сыворотки крови не установлено. Полученные изменения свидетельствуют об иммунодепрессивном эффекте препарата с подавляющим эффектом на Т-систему иммунитета, на показатели антителогенеза и клеточные факторы неспецифической защиты организма [1, 3, 4].
Действующая концентрация лепидоцида (6,0±0,3 мг/м3) у материнского организма вызывала снижение показателей клеточного и гуморального иммунитета и клеточных факторов неспецифической защиты организма. Снижение ауто-РОК в тимусе и селезенке, а также Вс3-лимфоцитов в селезенке расценивалось как иммунодепрессивный эффект, поскольку уменьшение числа Т-клеток наблюдалось не только в центральном органе иммунитета, но и в периферическом органе-депо – селезенке. Изучение белковых фракций сыворотки крови показало нарастание содержания белков провоспаления (α1- и γ-глобулинов) и транспортных белков (β-глобулинов). Полученные изменения свидетельствуют об иммунодепрессивном эффекте препарата на Т - и В-систему клеточного иммунитета, на показатели антителогенеза, а также на клеточные и гуморальные факторы неспецифической защиты организма [1, 3, 4].
Сравнительный анализ чувствительности беременных животных к воздействию боверина и лепидоцида показал, что иммунотоксический эффект лепидоцида имел более выраженный характер на материнский организм. В частности, в отличие от боверина, при воздействии лепидоцида снижалось содержание В-лимфоцитов в селезенке и нарастало количество белков острой фазы и транспортных белков.
Таким образом, оба препарата обладали иммунодепрессвным действием на Т - и В-систему иммунитета на клеточном и гуморальном уровнях, а также на показатели неспецифической защиты организма. Лепидоцид оказывал токсический эффект на белковый обмен, индуцируя процессы воспаления у материнского организма [1, 3, 4].
Последействие боверина в действующей концентрации (5,0±0,3 мг/м3) у 1-месячного потомства обоих полов выявило снижение показателей содержания Т - и В-лимфоцитов, титра антител, % фагоцитоза. Изучение белковых фракций сыворотки крови установило нарастание содержания транспортных белков у потомства обоих полов. Снижение показателей содержания альбуминов с нарастанием β-глобулинов (транспортных белков сыворотки крови) у 1-месячного потомства мужского пола связано с замедлением роста животных, что подтверждалось снижением их массы тела. Это свидетельствует о более выраженном последействии препарата на гуморальные факторы неспецифической защиты организма потомства мужского пола.
Последействие боверина в действующей концентрации (5,0±0,3 мг/м3) у 2-месячного потомства обоих полов вызывало снижение содержания Т - и В-лимфоцитов, титра антител, процента фагоцитоза. У потомства женского пола выявлено нарастание относительной массы тимуса и снижение показателей содержания ауто-РОК в селезенке в отличие от потомков мужского пола, что объясняется гормональной перестройкой женского организма в период полового созревания и указывает на бóльшую чувствительность их клеточного иммунитета на последействие антигена по сравнению с потомством мужского пола.
Исследование белковых фракций сыворотки крови выявило нарастание содержания транспортных белков и снижение белков острой фазы.
Таким образом, токсический эффект последействия препарата не исчезает в течение 2-х месяцев постнатального развития.
Последействие лепидоцида в действующей концентрации (6,0±0,3 мг/м3) у 1-месячного потомства обоих полов вызывало снижение показателей клеточного иммунитета и клеточных факторов неспецифической защиты организма: относительного содержания Т - и В-лимфоцитов, процента фагоцитоза. Изучение гуморального иммунитета и гуморальных факторов неспецифической защиты организма установило снижение титра специфических антител и дисбаланс в содержании белковых фракций сыворотки крови с нарастанием содержания белков провоспаления (α1- и γ-глобулинов) и транспортных белков (β-глобулинов). Нарастание относительной массы селезенки и белков провоспаления может указывать на индукцию воспалительного процесса в селезенке [1, 3]. Не установлено различий в половой чувствительности к последействию лепидоцида у потомства обоих полов.
Последействие лепидоцида в действующей концентрации (6,0±0,3 мг/м3) у 2-месячного мужского и женского пола вызывало следующие однотипные изменения показателей иммунитета: снижение показателей содержания Т - и В-лимфоцитов, титра антител, процента фагоцитоза, альбумина и нарастание показателей содержания β- и γ-глобулинов. Упомянутое перераспределение между содержанием γ-глобулинов и альбуминов в сыворотке крови указывает на индукцию воспалительного процесса и мобилизацию гуморальной защиты организма [1, 3, 4].
Таким образом, исследование последействия биоинсектицидов боверина и лепидоцида у 1-месячного потомства показало, что лепидоцид имел более выраженное последействие на В-систему иммунитета и вызывал более глубокие изменения в белковом спектре сыворотки крови с индукцией воспаления и снижением содержания транспортных белков. Последействие лепидоцида, по сравнению с последействием боверина у 2-месячного потомства, также имело более выраженный характер. Процессы воспаления в организме преобладали при последействии лепидоцида, что является одним из признаков токсического последействия препарата [1, 3, 4].
Однотипные изменения у материнского организма, 1- и 2-месячного потомства в показателях гуморального иммунитета (снижение титра специфических антител) могут быть связаны с нарастанием супрессорной активности Т-лимфоцитов селезенки независимо от физиологического состояния и возраста животных.
Использование комплекса показателей для оценки состояния иммунитета [2, 4] позволило оценить риск воздействия биоинсектицидов боверина и лепидоцида на материнский организм и потомство первого поколения и установить, что токсический эффект последействия препаратов не исчезает в течение 2-х месяцев постнатального развития потомства.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Иммунотоксикология ксенобиотиков / [и др.]. – Саратов : СВИбхб, 2007. – 420 с.
2. Методические рекомендации по токсикометрии / под ред. . – М. : Секретариат СЭВ, 1987. – 162 с.
3. Новикова иммунология и аллергология / . – Минск : Тесей, 2011. – 292 с.
4. Ремез биоинсектицида энтомофторина на показатели иммунитета беременных самок крыс и их потомства / , // Современные проблемы медицины труда, гигиены и экологии человека : материалы ХLVI научно-практической конференции с международным участием «Гигиена, организация здравоохранения и профпатология». – Кемерово : , 2011. – С. 54-57.
