Влияние низкой концентрации свинца на плаценту и плод (стр. 5 )

Таким образом, в условиях максимальной длительности воздействия НКС и ВКС в плаценте выявлены: нарушение циркуляторных процессов, дистофические, некробиотические и некротические изменения, увеличение толщины плацентарного барьера, снижение интенсивности реакций энергетического обмена и деградации биогенных аминов. Комплекс отмеченных явлений мы оцениваем как проявление хронической субкомпенсированной клеточно-паренхиматозной недостаточности плаценты.

Это, наряду с прямым цитотоксическим действием свинца, приводит к значительным морфофункциональным нарушениям в органах и тканях плодов. В НКС-III - и ВКС-III-группах отмечаются дисциркуляторные, дистрофические, некробиотические изменения, а также задержка роста и дифференцировки таких органов как легкие и почки. В основе указанных патологических изменений лежит нарушение метаболических процессов, снижение реакций антиоксидантной защиты. Основанием для этого предположения служат данные о снижении активности Г-6-ФД и МАО в структурах легкого плода (табл. 9) и снижение активности СОД в их мозге (табл.10).

Таблица 9. Активность ферментов в легком плода (серия III)

Фермент / структуры легкого	Группа животных	Число матерей/плодов	Активность в баллах (М±м)	Результаты сравнений (post-hoc ANOVA)
с контролем	ВКС-НКС
МАО / паренхима	К (III)	8/48	1,66±0,108	-	-
НКС (III)	8/48	0,80±0,206	p = 0,0000	p = 0,360
ВКС (III)	8/48	1,15±0,071	p = 0,0009	-
МАО / бронхиальный эпителий	К (III)	8/48	2,29±0,074	-	-
НКС (III)	8/48	1,47±0,129	p = 0,0000	p = 0,0002
ВКС (III)	8/48	1,93±0,114	p = 0,0008	-
Г-6-ФД / паренхима	К (III)	8/48	2,16±0,188	-	-
НКС (III)	8/48	3,09±0,341	p = 0,00005	p = 0,957
ВКС (III)	8/48	3,07±0,265	p = 0,0004	-
Г-6-ФД / бронхиальный эпителий	К (III)	8/48	3,60±0,261	-	-
НКС (III)	8/48	3,27±0,263	p < 0,01	p = 0,996
ВКС (III)	8/48	3,27±0,392	p < 0,01	-

Таблица 10. Активность СОД в печени и головном мозге плодов

(усл. ед./мг белка) (серия III)

Группа исследования / ткань	Число плодов	(М±м)	Результаты сравнений (t-критерий)
с контролем	ВКС-НКС
К (III) / печень	8	46,43 ± 1,60
НКС (III) / печень	11	60,88 ± 1,92	p < 0,001	p < 0,001
ВКС (III) / печень	8	29,03 ± 1,50	p < 0,001
К (III) / мозг	8	34,06 ± 1,03
НКС (III) / мозг	11	23,23 ± 0,47	p < 0,01	p > 0.05
ВКС (III) / мозг	8	20,64 ± 1,75	p < 0,001

Анализ литературных и собственных данных позволяет расценивать пренатальное воздействие свинца в качестве фактора высокого риска развития патологии внутренних органов и головного мозга.

Обобщая результаты проведённого исследования следует отметить, что механизмы влияния различных концентрации свинца (НКС и ВКС) на состояние системы плацента-плод схожи и представлены комплексом патологических изменений, таких как: повреждение тканей вследствие изменения окислительно-восстановительных реакций и снижения уровня антиоксидантной защиты, расстройства кровообращения. По мере увеличения длительности воздействия свинца (I-я, II-я и III-я серии) в плаценте изменяется соотношение между компенсаторными и патологическими процессами в сторону превалирования последних. При максимальной длительности воздействия свинца интенсивность повреждения, циркуляторные расстройства нарастают, утолщается плацентарный барьер, снижается интенсивность реакций энергетического обмена и деградации биогенных аминов. Все это неблагоприятно отражается на росте и дифференцировке органов и тканей плода. Характер патологических реакций в плаценте и у плода более выражен в условиях влияния токсической концентрации свинца.

Единство плаценты и плода с метаболических позиций связано с их пропорциональным ростом. Функциональная взаимосвязь между плацентой и плодом представляет собой интегральный компонент нормального роста и развития плода. нарушение роста плаценты, в условиях эксперимента или физиологической беременности, влечет за собой нарушение роста и развития плода (Hay W. W., 1999; Semczuk M. and Semczuk-Sikora A., 2001).

Исходя из этих позиций, анализ данных собственных исследований и анализ литературы позволил нам предложить следующий механизм повреждающего действия свинца на систему плацента – плод.

Свинец, введенный в организм, концентрируется в митохондриях, повреждает их и, тем самым, нарушает протекание энергетических процессов в них (Lidsky T. I. and Schneider J. S., 2003; Garza A. et al., 2006). Это ведет к тканевой гипоксии, обусловленной гистотоксическим и гипоксемическим действием свинца. Тканевая гипоксия, сопровождающая пренатальное воздействие свинца, способствует повышению степени восстановленности некоторых переносчиков электронов дыхательной цепи, что приводит к избыточной продукции свободных радикалов (Halliwell, 2006). Это влечет за собой нарушение системы антиоксидантной защиты (Lidsky T. I. and Schneider J. S., 2003).

Свинец оказывает прямое ингибирующее действие на активность супероксиддисмутазы, замещая собой Zn, входящий в активный центр фермента (Godwin H. A., 2001). Нами было установлено снижение активности фермента в головном мозге и печени плодов при пренатальном введении свинца. Снижение активности супероксиддисмутазы способствует как нарастанию уровня свободных радикалов, так и снижению мощности антиоксидантной защиты.

Известно, что в реакции, катализируемой глюкозо-6-фосфатдегидрогеназой, образуется основное количество восстановленного НАДФ (НАДФН), который является кофактором, необходимым для протекания практически всех биосинтетических реакций в организме. Установленное в наших экспериментах снижение активности этого фермента в различных клетках плаценты указывает на снижение уровня восстановленного НАДФ в клетках. Недостаток восстановленного НАДФ ведет к истощению фонда свободного глутатиона (GSH), так как НАДФН необходим для восстановления окисленного глутатиона (G-S-S-G) (Townsend D. M. et al., 2003). Снижение уровня восстановленного глутатиона в клетках, который является основным водорастворимым антиоксидантом в организме, ведет к значительному снижению уровня антиоксидантной защиты (Townsend D. M. et al., 2003). После истощения фонда свободного GSH происходят процессы, приводящие к нарушению мембран, ферментов, рецепторов, образованию комплексов альдегидов с белками и нуклеиновыми кислотами, что в конечном итоге вызывает в клетке патологические изменения и зачастую ее гибель ( и , 1990). Кроме того, снижение уровня НАДФН ведет к снижению активности биосинтетических процессов (Lidsky T. I. and Schneider J. S., 2003).

Как было указано выше, введенный свинец, накапливаясь в митохондриях, повреждает их. Повреждение митохондриальных мембран ведет к нарушению активности моноаминоксидазы (МАО), которая является их интегральным компонентом. Известно, что в реакциях, катализируемых МАО, образуется перекись водорода, которая практически сразу же превращается в агрессивный гидроксильный радикал (Beckman H. and Ames, 1998). Значительное повышение активности МАО, установленное в наших экспериментах, свидетельствует об увеличении концентрации перекиси водорода (Beckman H. and Ames, 1998) и, как следствие, активации свободно радикальных реакций. Это особо важно для головного мозга, так как в головном мозге одним из основных источников свободных, кислородных радикалов является перекись водорода (Beckman H. and Ames, 1998).

Таким образом, свинец, попадая в организм, оказывает патогенное воздействие на важнейшие биохимические процессы, необходимые для нормального функционирования клетки.

Выводы:

1. Методом атомно-абсорбционной спектроскопии установлено дозозависимое увеличение концентрации свинца в крови беременных самок крыс и отсутствие зависимости этого показателя от длительности введения токсиканта с питьевой водой.

При введении низкой концентрации свинца (0,3 мг/л) в течение 1 или 5 месяцев до наступления беременности и во время беременности содержание свинца в крови самки крысы достоверно повышается (206,9±19,96 мкг/л и 189,25±10,56 мкг/л) по сравнению с соответствующими контролями (161,6±14,75 мкг/л и 169,3±13,34 мкг/л), в то время как между собой подопытные группы не различаются (p > 0,05).

При использовании высокой концентрации свинца (3,0 мг/л) в тех же условиях эксперимента содержание свинца в крови самки крысы (255,09±35,38 мкг/л и 227,83±41,16 мкг/л) достоверно выше, чем при воздействии низкой концентрации (p < 0,05). Длительность воздействия высокой концентрации свинца не оказывает достоверного влияния на его содержание в крови крыс (p > 0,05).

2. Введение низкой концентрации (0,3 мг/л) свинца самкам крыс в течение 1 или 5 месяцев до наступления беременности и во время беременности сопровождается увеличением пре - и постимплантационной гибели эмбрионов.

3. Низкая концентрация свинца, вводимая с питьевой водой самкам крыс до и во время беременности, оказывает негативное влияние на морфофункциональное состояние плаценты и плода. Низкая концентрация свинца вызывает в плаценте дисциркуляторные расстройства, реакции повреждения на фоне снижения активности глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы и моноаминоксидазы и разнонаправленных изменений активности НАДФ•Н-дегидрогеназы в различных структурах этого органа. Степень выраженности патологических изменений зависит от длительности поступления токсиканта. Длительное введение низкой концентрации свинца вызывает дистрофические, некробиотические и некротические, дисциркуляторные изменения в ткани почек и легкого плода, замедление их роста и дифференцировки.

4. Введение низкой и высокой концентраций свинца самкам крыс сопровождается достоверным снижением активности Zn-Cu-супероксиддисмутазы в головном мозге и печени плодов крыс. При воздействии высокой концентрации свинца этот процесс имеет большую степень выраженности.

5. В основе циркуляторных расстройств и реакций повреждения, а также нарушения нормального развития органов плода, лежат снижение активности Г-6-Ф-дегидрогеназы, катализирующей образование восстановленного НАДФ, необходимого для биосинтетических процессов, нарушение активности МАО, ответственной за обмен биогенных моноаминов, являющихся местными регуляторами роста и дифференцировки тканей, и снижение активности Zn-Cu-супероксиддисмутазы, влияющей на состояние антиоксидантной защиты.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1.  Применение метода с хроматами для выявления солей свинца в тканях последа и новорожденных детей при аутопсии: информационное письмо / , , . - М.: Министерство здравоохранения и медицинской промышленности Российской Федерации, 19с.

2.  . Влияние нитрата свинца на некоторые показатели репродуктивной функции / , , // Современные проблемы диагностики и лечения нарушений репродуктивного здоровья женщин: сб. науч. тр. II съезда акушеров-гинекологов Северного Кавказа, 9-11 сентября 1998 г. - Ростов-на-Дону, 1998. – С. 403.

3.  Состояние системы антиокислительной защиты в головном мозге при действии свинца / , , // Современные проблемы диагностики и лечения нарушений репродуктивного здоровья женщин: сб. науч. тр. II съезда акушеров-гинекологов Северного Кавказа (Ростов-на-Дону, 9-11 сентября 1998 г.) - Ростов-на-Дону, 1998. – С. 408.

4.  Куликова, Г. В. Влияние нитрата свинца на показатели эмбрионального развития и активность ферментов плаценты / , // Новые технологии в акушерстве и гинекологии: материалы научного форума. - М.: 1999. - С. 229-231.

5.  Активность супероксиддисмутазы в мозге потомства крыс при антенатальном воздействии свинца / , , // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 1999. - № 12. - С. 667-669.

6.  Состояние системы антиоксидантной защиты в тканях плодов при антенатальном воздействии свинца / , , // Мать и дитя: материалы II Рос. науч. форума (Москва, 18-22 сентября 2000 г.). – М., 2000. - С. 474.

7.  Куликова, Г. В. Особенности структурной организации плаценты при воздействии свинца / , // Мать и дитя: материалы II Рос. науч. форума (Москва, 18-22 сентября 2000 г.). – М., 2000. - С. 484-485.

8.  Состояние системы антиоксидантной защиты в мозге плодов крыс при антенатальной свинцовой интоксикации / , , // Труды XIII съезда психиатров России (Москва, 10-13 октября 2000 г.). – М., 2000. - С. 361.

9.  Состояние системы антиоксидантной защиты в печени потомства крыс при антенатальном воздействии свинца // , , // Патофизиология и экспериментальная терапия. – 2001. - № 1. – С. 18-23.

10.  Активность ZN, CU-содержащей супероксиддисмутазы в печени плодов крыс при антенатальной свинцовой интоксикации / , , // Мать и дитя: материалы III Рос. науч. форума (Москва, 22-26 октября 2001 г.). – М., 2001. - С. 69-70.

11.  Куликова, Г. В. Активность моноаминооксидазы в плаценте при воздействии свинца / , // Мать и дитя: материалы III Рос. науч. форума (Москва, 22-26 октября 2001 г.). – М., 2001. - С. 95.

12.  Антенатальное воздействие свинца повреждает систему антиоксидантной защиты в мозге и печени потомства крыс / , , // Мать и дитя: материалы IV Рос. науч. форума (Москва, 21-25 октября 2002 г.). – М.: МИК, 2002. – Часть 1. - С. 613-615.

13.  Морфофункциональные особенности плаценты в условиях воздействия свинца / , , // Мать и дитя: материалы IV Рос. науч. форума (Москва, 21-25 октября 2002 г.). – М.: МИК, 2002. – Часть 1. - С. 363-364.

14.  Механизмы токсического действия свинца на развивающийся организм млекопитающих – свободнорадикальный компонент / , , // БИОАНТИОКСИДАНТ: материалы VI Международной конференции (Москва, 16-19 апреля 2002 г.). – М., 2002. - С. 581-582.

15.  Токсическое действие свинца на развивающийся организм млекопитающих связано с активацией свободнорадикальных процессов / , , , // Мать и дитя: материалы V Рос. науч. форума (Москва, 6-10 октября 2003 г.). – М., 2003. – С. 242.

16.  Куликова, Г. В. Гистологическая характеристика почки плода в условиях воздействия свинца (экспериментальное исследование) / , , // Мать и дитя: материалы V Рос. науч. форума (Москва, 6-10 октября 2003 г.). – М., 2003. – С. 121.

17.  Куликова, Г. В. Морфофункциональная характеристика легкого плода при воздействии свинца на материнский организм (экспериментальное исследование) / , // Мать и дитя: материалы VI Рос. науч. форума (Москва, 12-15 октября 2004 г.). – М., 2004. - С. 507.

18.  Куликова, Г. В. Характер влияния свинца на активность ферментов в элементах системы плацента-плод / , // Мать и дитя: материалы VII Рос. науч. форума (Москва, 11-14 октября 2005 г.). – М., 2005. - С. 124-125.

19.  Узбеков, СОД мозга и печени плодов крыс при пренатальном воздействии нитрата свинца / , , // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. – 2007. - № 12. - С. 632-634.

20.  Куликова, Г. В. Эмбриотоксическое влияние низкой концентрации свинца / , , // Мать и дитя: материалы IX Рос. науч. форума (Москва, 3 - 6 октября 2007 г.). – М., 2007. – С. 137 – 138.

Куликова