ВЛИЯНИЕ СОЕДИНЕНИЙ СОЛЕЙ КАДМИЯ И СВИНЦА НА ЛИМФАТИЧЕСКИЙ АППАРАТ ТОНКОЙ КИШКИ

Тонкая кишка является биологическим барьером, ограждающим внутреннюю среду организма от биологических и химических антигенов [11, 14, 15]. Основными ксенобиотиками, влияющими на физиологию человека, являются кадмий и свинец. Эти тяжелые металлы присутствуют в атмосфере из-за выброса отходов предприятий и могут попасть в организм ингаляционным и энтеральным путями [10]. Таким образом, нарушение барьерной функции может вызвать развитие различных патологических состояний. Основными компонентами преэпителиального защитного барьера являются слизь, иммуноглобулины А1 и А2, связанные с гликопротеинами слизи, гликокаликс, с его нормальными реологическими параметрами, обеспечивающими резистентность эпителия к бактериальным и химическим агентам [4, 11, 17].

Эпителиальный защитный барьер включает апикальные клеточные мембраны и тесные межклеточные соединения, блокирующие пассаж макромолекул в клетку и препятствующие их межклеточному проникновению [16, 17].

В состав постэпителиального барьера входит кровоток, обеспечивающий фагоцитоз, гуморальные иммунные реакции и другие механизмы защиты, а также функционирование преэпителиального и эпителиального барьеров. Большую защитную роль выполняет кишечная лимфатическая система, включающая внутриэпителиальные Т-лимфоциты, пейеровы бляшки и собственную пластинку слизистой оболочки кишки, а также ряд регуляторных субстанций (простагландины, энкефалины, факторы роста, секретин и др.), которые усиливают защитные функции слизистого барьера [2, 17].

Проблема влияния воздействия тяжёлых металлов на организм человека является очень актуальной, так как в существующих на данный момент условиях жизни, в крупных городах наблюдается значительная загазованность атмосферного воздуха, именно поэтому, химические агенты могут легко попасть в организм человека и вызвать патологические изменения в тканях и органах [10]. По этой причине, эта проблема очень интересна для её изучения, и проведено много исследований, направленных на изучение влияния тяжёлых металлов на эпителиоциты, лимфатическую систему и маркеры тонкой кишки.

Научные исследования по данной проблеме проводились не только в России, но и за рубежом. Практическая значимость работ заключается в том, что исследования направлены не только на изучение влияния тяжелых металлов на организм, а также распространение и накопление этих токсикантов в тканях, но также и для дальнейшего проведения анализа последствий, к чему может привести интоксикация организма. Также, благодаря проведённым работам поднята фундаментальная проблема физиологии человека – это роль биологических барьеров и сохранение антигенного гомеостаза в организме [14, 15, 19].

Проводились научно-исследовательские работы по изучению изменений морфологического состояния ворсинок [1, 2, 4, 7, 18], эпителиальных клеток [1, 7, 12], кровеносных сосудов [1, 4, 18, 21], серозной оболочки тонкой кишки [11], при воздействии свинца и кадмия на организм крыс разной концентрацией. После воздействия тяжёлых металлов происходило усиление полнокровия и проницаемости капилляров ворсинок слизистой оболочки тонкой кишки [1, 4], ярко выражено чешуйчатое слущивание и отпадение (десквамация) эпителиальных клеток [1], в некоторых участках наблюдался некроз ворсинок [1, 4, 7, 12, 18]. Произошло уменьшение высоты, площади эпителиоцитов и их ядер, увеличилось количество бокаловидных клеток в ворсинке [1, 4, 18]. Произошло увеличение в эпителии слизистой оболочки – это изменение является защитной реакцией организма, приводящая к усилению образования слизи эпителием тощей кишки, на поступившие в её просвет ионы кадмия и свинца. Серозная оболочка находится в состоянии отёка [11]. АХ – индуцированное сокращение отрезка двенадцатиперстной кишки снизилось по сравнению с контрольной группой [22].

Проводилось количественное выявление кадмия и свинца в тонкой кишке методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии в графитовой печи. Эти исследования помогли узнать количественное распределение тяжёлых металлов в тканях и органах [4, 11].

Большую роль в защите организма выделяют лимфатической системе. Проводилось исследование скорости лимфотока, а также динамики изменений лимфангиона и лимфатических сосудов брыжейки тонкой кишки, при воздействии ионов кадмия и свинца, по данным витальной (прижизненной) микроскопии, при помощи микроскопа «Carl Zeiss» с камерой [6, 11, 15]. Исследования показали, что лимфатические сосуды крайне чутко реагируют на воздействие тяжёлых металлов. В результате проведённых исследований, сократительная активность лимфангиона возросла в 2-3 раза, амплитуда его диаметра увеличилась в 4 раза, а скорость лимфотока возросла в 2 раза [6, 8, 11]. В эпителиях ворсинок было увеличено количество лимфоцитов [1, 4, 6].

При иммуногистохимическом исследовании влияния кадмия и свинца на субклеточном уровне, установлены крайне незначительные изменения интенсивности флуоресценции АНС, при связывании с мембранными препаратами митохондрий энтероцитов слизистой оболочки тонкой кишки. Это связано с изменением параметров связывания зонда с мембранами митохондрий. Это свидетельствует об изменениях поверхностной структуры мембраны и модификации липидного компонента тонкой кишки, при поступлении в организм тяжелых металлов [2, 3].

При влиянии на клеточном уровне (катепсин Д, металлотионеин, энтерохромаффинные клетки) эпителия слизистой оболочки тонкой кишки, было установлено, что экспрессия металлотионеина в тонкой кишке была очень выраженной [9, 13, 20]. Активность катепсина Д в тканях увеличилась в 2-3 раза, в отличие от контрольной группы, что может указывать на усиление функций локальной защиты тонкой кишки [5]. Эти работы помогли доказать, что при воздействии тяжёлых металлов происходили не только гибель и нарушение функционирования клеток, но самое главное – это то, что организм приспосабливался к ксенобиотикам и усиливал свои защитные реакции организма.

Таким образом, можно сделать вывод, что при воздействии тяжёлых металлов на организм, наблюдаются не только деструктивные изменения оболочек тонкой кишки, а также лимфатической системы, но и происходит активация защитных функций, для сохранения антигенного гомеостаза в организме [14, 15].

Список литературы:

1. Бардин В.С., Шубина О.С., Мельникова Н.А. Изменение морфологического состояния тонкого кишечника крыс в условиях хронической интоксикации ацетатом свинца // Современные проблемы науки и образования. – 2012. –  №6. [электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=7620 (дата обращения 24.02.20117).
2. Гороховский Е.Ю. Содержание катионных белков и цинка в клетках Панета крыс при отравлении хлоридами ртути и кадмия // Вестник Запорожского национального университета. – 2011. – № 2. [электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: http://visnykznu.org/pdf/t_visn_2011/Biologi-2-2011.pdf (дата обращения 23.02.2017).
3. Грищенко В.А., Томчук В.А., Хижняк С.В. Структурные изменения мембран митохондрий эпителиоцитов тонкой кишки под действием кадмия и при использовании липосом // Биология животных. – 2012. – №14. [электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: http://aminbiol.com.ua/2012pdf/81.pdf (дата обращения 23.02.2017).
4. Ермошкаева Э.П. Морфологические изменения в организме лабораторных крыс и их потомств при отравлении уксуснокислым свинцом и оксидом цинка // автореф. дис... канд. ветер, наук: УГСА. – 2004. – 24с. [электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: http://new-disser.ru/product_info.php?products_id=774868 (дата обращения 24.02.2017).
5. Коржевский Д.Э., Драй Р.В., Костюкевич С.В. Иммуноцитохимический метод выявления ЕС- (энтерохромаффинных) клеток эпителия слизистой оболочки кишки крысы // Морфология. – 2008. – №1. [электронный ресурс]. – Режим доступа. – URL: http://elibrary.ru/item.asp?id=11527381 (дата обращения 23.02.2017).
6. Коцюба А.Е., Бабич Е.В. Влияние магнитно-лазерного излучения на лимфатические сосуды брыжейки тонкой кишки по данным витальной микроскопии // Успехи современного естествознания. – 2007. – №12. [электронный ресурс]. – Режим доступа. – URL: http://elibrary.ru/item.asp?id=9937527 (дата обращения 1.03.2017).
7. Кузьмичева Л.В., Лопатникова Е.Г., Быстрова Е.В. Гистологическое исследование изменений в тонком кишечнике крысы при воздействии ацетата свинца и пектина // Международний журнал прикладных и фундаментальных исследований. –  2009. – №7. [электронный ресурс]. – Режим доступа. – URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=290 (дата обращения 22.02.2017).
8. Курбанова С.И., Рабзанов Н.И., Нургамедова П.М., Магомедова З.М., Магомедов М.М. Протеолитическая активность тканей карпа и воблы под влиянием хлорида кадмия крыс // Юг России: экология, развитие. – 2013. – №1. [электронный ресурс]. – Режим доступа. – URL: http://elibrary.ru/item.asp?id=21187831 (дата обращения 28.02.2017).
9. Кутяков В.А., Шестакова Л.А., Салмина А.Б., Чикун В.И. Особенности экспрессии металлотионеина в органах крысы при интоксикации цинком и свинцом // Сибирское медицинское обозрение. – 2014. – №2. [электронный ресурс]. – Режим доступа. – URL: http://smr.krasgmu.ru/journal/1228_29-33.pdf (дата обращения 28.02.2017).
10. Новикова М.А., Пушкарев Б.Г., Судаков Н.П., Никифоров С.Б., Гольдберг О.А., Явербаум П.М. Влияние хронической свинцовой интоксикации на организм человека // Сибирский медицинский журнал. – 2013. – №2. [электронный ресурс]. – Режим доступа. – URL: http://elibrary.ru/item.asp?id=19088628 (дата обращения 3.03.2017).
11. Пенева В.В. Изучение биодоступности и влияния органических форм селена и цинка на состояние слизистой оболочки тонкой кишки растущих крыс [Текст]: автореф. дис… канд. биол. наук / В.В.Пенева. –Москва: НИИП РАМН.-24с.
12. Потапов Е.А., Коваль М.Г. Тяжёлые металлы как индукторы апоптоза в энтероцитах кишечника крыс // Современные проблемы токсикологии. – 2011. – № 5. [электронный ресурс]. – Режим доступа. – URL: http://elibrary.ru/item.asp?id=21299578 (дата обращения 4.03.2017).
13. Степанова Е.В., Игнатов В.В. Влияние ионов кадмия на активность аминотрансфераз у потомства самок белых крыс // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия Химия. Биология. Экология. – 2007. – №1. [электронный ресурс]. – Режим доступа. – URL: http://elibrary.ru/item.asp?id=11700302 (дата обращения 6.03.2017).
14. Фальчук Е.Л. Изучение барьерных свойств фолликул-ассоциированного эпителия пейеровых бляшек тонкой кишки крысы [Текст]: автореф. дис… канд. биолог, наук / Е.Л.Фальчук.- Санкт-Петербург: СПбГУ, 2016.-22с.
15. Фальчук Е.Л., Марков А.Г. Изучение барьерных характеристик эпителия пейеровых бляшек крыс // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 3. Биология. – 2015. – №3. [электронный ресурс]. – Режим доступа. – URL: http://elibrary.ru/item.asp?id=24307669 (дата обращения 9.03.2017).
16. Хантурина Г.Р. Накопление солей хрома в органах крыс при остром отравлении // Успехи современного естествознания. – 2014. – №9. [электронный ресурс]. – Режим доступа. – URL: http://elibrary.ru/item.asp?id=21818154 (дата обращения 28.02.2017).
17. Яковенко Э.П., Григорьев П.Я. Нарушение нормального состава кишечного биоценоза и методы его коррекции // Гастроэнтерология, проктология. – 2006. – №3. [электронный ресурс]. – Режим доступа. – URL: http://disbak.ru/php/content.php?id=1371 (дата обращения 26.02.2017).
18. Cigankova V., Almasova V., Holovska K. Morphological Changes in Duodenal Epithelium of Japanese Quail after Chronic Cadmium Exposure // Polish J. of Environ. – 2010. – №2. [electronic resource] – access mode. – URL: http://www.pjoes.com/pdf/19.2/275-282.pdf (date of access 24.02.2017).
19. Elsenhans B., Hunder G., Strugala G., Schumann K. Longitudinal Pattern of Enzymatic and Absorptive Functions in the Small Intestine of Rats After Short-Term Exposure to Dietary Cadmium Chloride // Archives of Environmental Contramination and Toxicology. – 1999. – №3. [electronic resource] – access mode. – URL: http://www.tanuvas.ac.in/ijvasr/vol43(4)/288-297.pdf (date of access 24.02.2017).
20. Elsenhans B., Kolb K., Schumann K., Forth W. The Longitudinal Distribution of Cadmium, Zinc, Copper, Iron, and Metallothionein in the Small-Intestinal Mucosa of Rats after Administration of Cadmium Chloride // Biological Trace Element Research. – 1994. – №3. [electronic resource] – access mode. – URL: http://www.ajas.info/upload/pdf/17_164.pdf (date of access 28.02.2017).
21. Eriyamremu G.E., Asagha S.O., Onyeneke E.C., Adaikpoh M.A. Cganges in Carboxipeptidase A, Dipeptidase and Na/K ATP- ase Activities in the Intestine of Rats Orally expose to Different Doses of Cadmium // Biometals. – 2005. – №1. [electronic resource] – access mode. – URL: http://sn-biolchem.crimea.edu/arhiv/2014/uch_27_1b/005vovch.pdf (date of access 28.02.2017).
22. Grawe K.P. Lactational Transfer of Cadmium in Rodents-CNS Effects in the Offspring // Universitatis Agriculturae Sueciae. – 2013. – №8. [electronic resource] – access mode. – URL: http://pub.epsilon.slu.se/199/1/V150.pdf (date of access 27.02.2017).