Таврійський національний університет

ім. В.І. Вернадського

Григорова Наталя Володимирівна

УДК 669.5:61

ВПЛИВ ЕКСТРЕМАЛЬНИХ факторів

на вміст цинку в клітинах

03.00.13 – фізіологія людини і тварин

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

СІМФЕРОПОЛЬ – 2002

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі фізіології та зоології з курсом ЦО

Запорізького державного університету

Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор,

БОВТ Валентина Дем’янівна,

Запорізький державний університет

Міністерства освіти і науки України,

завідувач кафедри зоології

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор

Шикаєва Фяузія Василівна,

Запорізький інститут удосконалення лікарів

МОЗ України, професор кафедри оперативної

хірургії, топографічної анатомії та

загальної патології

кандидат біологічних наук, доцент

Євстаф’єва Олена Володимирівна,

Кримський державний медичний університет

ім. С.І. Георгієвського МОЗ України,

завідувач кафедри нормальної фізіології

Провідна установа: Донецький національний університет

ім. Василя Стуса Міністерства освіти

і науки України, м. Донецьк

Захист дисертації відбудеться “21” лютого 2002 р. о 14 годині

на засіданні спеціалізованої вченої ради К 52.051.04 при Таврійському національному університеті ім. В.І. Вернадського (95007, м. Сімферополь, вул. Ялтинська, 4, біологічний факультет, конференцзал).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського (95007, м. Сімферополь, вул. Ялтинська, 4).

Автореферат розісланий “21” січня 2002 року

Вчений секретар

спеціалізованої вченої Мартинюк В.С.

ради К.52.051.04

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Дослідження цинку в клітинах при дії екстремальних факторів роблять певний внесок у з’ясування фізіологічної ролі цього металу та його участі в нейро-гуморальних і клітинно–молекулярних механізмах розвитку загального адаптаційного синдрому (3АС). Якщо не враховувати заліза в еритроцитах, то цинку міститься в організмі більше ніж будь-якого іншого мікроелемента. Цинк необхідний для активності більшої частини металоензимів (Vallee B.L.,1988; Hooper N.M.,1994). Він підтримує інтегральну структуру та функцію клітинних мембран (Bettger W.J, ODell L.L.,1981; Bray T., Bettger W.J., 1990; Rigobello et al., 1998). При дії на організм екстремальних факторів змінюються саме ензиматична активність і мембранна проникливість клітин (Панин Л.Е., 1983). У зв’язку з цим дослідження впливу екстремальних факторів на вміст цинку в клітинах сприяють з’ясуванню клітинно-молекулярних механізмів ЗАС.

Для проблеми ЗАС важливо не стільки виявлення відрізняючих (специфічних), скільки – об’єднуючих (неспецифічних) ознак. Було показано, що при дії різних, навіть протилежних за своєю природою екстремальних факторів у клітинах розвиваються однотипні зміни, сукупність яких позначені терміном “неспецифічний адаптаційний синдром клітинної системи” (НАСКС). Цей термін вперше був запропонований канадським фізіологом Гансом Сельє, засновником вчення про ЗАС. Результати багатолітніх досліджень НАСКС узагальнені в монографії Брауна А.Д. і Моженок Т.П. (1987). Але ні в цій монографії, ні у більшості наступних праць, присвячених вивченню НАСКС, практично не приводяться відомості про зміни вмісту цинку в клітинах при дії різних стресорів. Основною причиною цього була недосконалість методів визначення цинку в клітинах.

Малько М.М. (1998) показав, що багатократне фізичне навантаження, іммобілізація та алкоголізація викликають дефіцит цинку в клітинах. З метою продовження цих робіт нами була вивчена дія інших факторів (низька та висока температура, метали і зв’язуючі їх речовини та ін.). Особливої уваги заслуговувало дослідження комбінованої дії різних, навіть протилежних за своєю природою факторів. Результати таких спостережень важливі для з’ясування ролі порушень обміну цинку в клітинах в механізмах розвитку ЗАС (НАСКС).

В літературі є значний матеріал щодо нейро-гуморальних механізмів ЗАС, в основі яких лежить активність гіпоталамо–гіпофізарно–наднирникової системи (Панин Л.Е., 1983). Не виключається участь у цих механізмах клітин гіпокампа і острівців підшлункової залози. Цитохімічні реакції на цинк у клітинах можуть свідчити про їх функціональний стан.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота є частиною наукових програм університету, факультету, кафедри фізіології Запорізького державного університету. Здобувач брала участь у виконанні держбюджетних тем №28/97 “Розробка і обґрунтування методів діагностики, моделювання та корекції патологічних процесів за допомогою хелантів” (№ державної реєстрації 0197V012782) і №14/2000 “Розробка і обґрунтування методів цитодіагностики дефіциту цинку за допомогою високочутливих металохромних індикаторів” (№ державної реєстрації 0100V001726).

Мета і завдання дослідження. Мета роботи – вивчити характер і ступінь змін вмісту цинку в клітинах при дії екстремальних факторів та призначенні цього металу. Для досягнення поставленої мети вирішувались такі завдання:

- розробити критерії оцінки функціонального стану клітин і вмісту в них цинку;

- вивчити стан клітин і вміст у них цинку при дії на організм екстремальних факторів;

- вивчити стан клітин і вміст у них цинку при комбінованій дії на організм екстремальних факторів;

- вивчити стан клітин і вміст у них цинку при дії екстремальних факторів за умов багатої цинком дієти та навантаження організму ацетатом цинку.

Об’єкт дослідження – клітини крові та внутрішніх органів.

Предмет дослідження – виявлення цинку та секреторного матеріалу в клітинах при дії на організм екстремальних факторів.

Методи дослідження. Для цитохімічного визначення цинку використовували високочутливі металохромні індикатори дитизон і 8 – (п – толуолсуфоніламіно) - хінолін (8-ТСХ). Секреторний матеріал у гранулоцитах крові виявляли за допомогою забарвлення метиловим фіолетовим – флоксином (МФФ). В інсулінпродукуючих клітинах гормон визначали забарвленням альдегідфуксином. Секрет панетовських клітин та епітелію кінцевих відділів передміхурової залози виявляли забарвленням флоксином. Цим же реагентом забарвлювали сперматозоїди.

Наукова новизна одержаних результатів. Наукова новизна роботи полягає у розробці нових методів досліджень, частина з яких захищена патентами на винаходи. Розроблені способи цитохімічного виявлення цинку на зрізах тканин і у мазках крові і сперми, способи забарвлення мазків метиловим фіолетовим – флоксином (МФФ) і зрізів альдегідфуксином і флоксином.

Вперше проведені дослідження за допомогою цитохімічної реакції МФФ гранулоцитів крові у людей після фізичного навантаження, алкоголізації і впливу шкідливих у промисловості факторів (сірководню, токсичних металів, високої температури). Досліджували вміст цинку в сперматозоїдах, клітинах передміхурової залози та нейронах гіпокампа у тварин при фізичному навантаженні та іммобілізації, а також у клітинах передміхурової залози та сперматозоїдах при алкоголізації. При голодуванні та охолодженні вперше досліджували у тварин вміст цинку в гранулоцитах крові, сперматозоїдах, клітинах тонкої кишки, панкреатичних острівців, передміхурової залози та нейронах гіпокампа. При дії цих факторів визначали також вміст специфічної зернистості у В-інсулоцитах і флоксинофільні властивості клітин Панета та передміхурової залози.

Вперше досліджували вміст цинку в гранулоцитах крові, сперматозоїдах, клітинах Панета, панкреатичних острівців, передміхурової залози, нейронах гіпокампа, а також специфічну зернистість В-інсулоцитів, флоксинофілію клітин базальних відділів кишкових крипт і кінцевих відділів передміхурової залози у тварин, котрі отримували хлорид ртуті, сульфат міді, хлорид алюмінію. Досліджували вміст цинку в сперматозоїдах, гранулоцитах крові, клітинах тонкої кишки, передміхурової залози, панкреатичних острівців, специфічну зернистість В-інсулоцитів, флоксинофілію клітин Панета і передміхурової залози у тварин, що багаторазово отримували диетилдитіокарбамат натрію (ДЕДТКН) та етилендиамінтетраоцтову кислоту (ЕДТОК).

Встановлений вміст цинку і секреторного матеріалу в гранулоцитах крові у осіб після поєднаної дії фізичного навантаження та алкоголізації, високої температури та алкоголізації. У тварин визначали вміст цинку в гранулоцитах крові, клітинах тонкої кишки, передміхурової залози, панкреатичних острівців, у нейронах гіпокампа, специфічну зернистість В – інсулоцитів і флоксинофілію клітин Панета і передміхурової залози при комбінованій дії на організм фізичного навантаження та іммобілізації; фізичного навантаження та алкоголізації; іммобілізації та алкоголізації; іммобілізації та охолодження; фізичного навантаження, іммобілізації, алкоголізації та солей токсичних металів (ртуті, міді, алюмінію).

При призначенні дієти, багатої на цинк, особам, які зазнавали дії фізичного навантаження, алкоголізації і впливу високої температури, досліджено вміст цинку та секреторного матеріалу в гранулоцитах крові. Сперматозоїди досліджували при алкоголізації. Визначали вміст цинку в сперматозоїдах, гранулоцитах крові, клітинах тонкої кишки, передміхурової залози, панкреатичних острівців, нейронах гіпокампа, специфічну зернистість В-інсулоцитів і флоксинофілію клітин Панета і передміхурової залози у тварин, що отримували ацетат цинку на фоні алкоголізації, іммобілізації, фізичного навантаження, охолодження.

Встановлена подібність розподілу та змін у зернистих лейкоцитах цитохімічних реакцій дитизону та 8–ТСХ може служити одним із доказів специфічності реакції дитизону з цинком у цих клітинах. Показана подібність змін інтенсивності цитохімічних реакцій на цинк. Подібні розподіл і зміни у гранулоцитах крові цитохімічних реакцій на цинк і МФФ свідчать про зв’язок цього металу з секреторним матеріалом. Встановлена подібність розподілу у клітинах В панкреатичних острівців і змін у них цитохімічних реакцій 8-ТСХ та альдегідфуксину свідчить про зв’язок цинку з інсуліном. Доказом можливого зв’язку цинку і секреторного матеріалу є подібність змін вмісту цього металу та флоксинофільних властивостей сперматозоїдів, клітин Панета та епітелію кінцевих відділів передміхурової залози при різних експериментальних впливах. Висунуто положення про участь іонів цинку у біосинтезі секреторного матеріалу в клітинах.

Однотипність змін вмісту цинку та секреторного матеріалу в клітинах при дії на організм різних, навіть протилежних за своєю природою факторів дозволила нам віднести ці зміни до ознак НАСКС, інакше кажучи, до клітинно-молекулярних механізмів стресу. Вивчення вмісту цинку в панкреатичних острівцях та гіпокампі вказує на участь цього металу в нейро-гуморальних механізмах стресу.

Практичне значення одержаних результатів. Використані у роботі методи можуть бути рекомендовані для оцінки функціонального стану клітин в умовах норми і патології. Отримані дані відкривають шляхи до використання розроблених методів при вивченні впливу екстремальних факторів на організм людини і тварин. Простота методів цитохімічного визначення цинку в крові дозволяє проводити масові обстеження, наприклад, при медоглядах на промислових підприємствах. Висока чутливість методів сприяє виявленню найраніших і найлегших змін в організмі, які характеризують стан передхвороби, що відіграє роль у профілактиці хвороб.

Оскільки організм людини та тварин може зазнавати дії сукупності різних, навіть протилежних за своєю природою факторів, становлять інтерес дослідження комбінованої дії цих факторів на організм. Результати досліджень впливу солі цинку та цинкової дієти на організм людини та тварин відкривають шляхи до розробки нових засобів попередження та патогенетичного лікування цинкової недостатності та її ускладнень.

Особливої уваги заслуговує розроблений метод виявлення зернистості лейкоцитів. Метод простий і швидкий у виконанні, він заслуговує широкого використання в клінічних лабораторних дослідженнях.

Особистий внесок здобувача. Здобувачем самостійно проведені цитохімічні дослідження вмісту цинку та секреторного матеріалу в клітинах при дії на організм екстремальних факторів. Статистична обробка даних, теоретичні узагальнення та інтерпретація результатів дослідження і написання дисертаційної роботи здійснені автором особисто.

Апробація результатів дисертації. Матеріали досліджень доповідалися, обговорювалися і схвалені на засіданнях кафедри, наукових конференціях викладачів і студентів Запорізького державного університету (1998-2001), на міжнародній конференції “Питання біоіндикації та екології” (Запоріжжя, 1998), III і IV міжнародних симпозіумах “Биологические механизмы старения” (Харків, 1998, 2000), міжнародній конференції “Проблеми сучасної екології” (Запоріжжя, 2000).

Публікації. Результати дисертації опубліковані в 13 статтях, 6 тезах доповідей на конференції, 3 роботах у центральному журналі “Промислова власність”. Оформлені 3 заявки на винаходи, на які отримані позитивні рішення.

Структура і обсяг роботи. Дисертація складається з розділів: вступу, огляду літератури, чотирьох розділів власних досліджень, обговорення результатів, висновків, списку використаних джерел, додатків. Повний обсяг дисертації – 229 сторінок. Список літератури містить 295 джерел, з них 111 вітчизняних та 184 іноземних авторів. Робота ілюстрована 58 таблицями, 175 мікрофотографіями.

Основний зміст роботи

Матеріали і методи дослідження

Матеріалом досліджень служили мазки крові та сперми 139 чоловік, а також проби крові та сперми, шматочки головного мозку, підшлункової та передміхурової залоз, тонкого кишечника 398 мишей, 35 щурів.

Досліджувалися особи, які зазнавали впливу багатократного фізичного навантаження та алкоголізації, дії на виробництві шкідливих у промисловості факторів (сірководню, токсичних металів, високої температури).

Мишей щоденно впродовж 10 діб піддавали фізичному навантаженню та іммобілізації. Алкоголізували тварин введенням через зонд у шлунок етанолу в дозі 2мл/кг. Таку процедуру повторювали дев’ятикратно з інтервалом в три дні.

Для вивчення дії низької температури мишей щоденно поміщали в холодну ванну. Протилежними за своєю природою факторами служили метали та зв’язуючі їх агенти, ін’єкції котрих робили внутрішньочеревно та внутрішньовенно. Хлорид ртуті, сульфат міді, ацетат цинку призначалися в дозі 2–10 мг/кг, хлорид алюмінію – в дозі 100 мг/кг. Ін’єкції дитизону, 8-ТСХ, диетилдитіокарбамату натрію (ДЕДТКН) та етилендиамінтетраоцтової кислоти (ЕДТОК) робили в дозі 50-100мг/кг.

Мишей забивали декапітацією через 3 доби після останнього фізичного навантаження, іммобілізації, алкоголізації, через 5 діб після введення дитизону, 8–ТСХ, через 1–3 доби після ін’єкції ДЕДТКН та ЕДТОК, через 3 доби з початку голодування, через 1-3 доби після останнього введення солі металу. Щурів забивали теж декапітацією через 8 год після ін’єкції дитизону.

У людей кров брали з пальця, у мишей – з хвоста. Вміст цукру в крові визначали модифікованим методом Хаггедорна–Йенсена. У випадках із забарвленням метиловим фіолетовим – флоксином (МФФ), флоксином і дитизоном фіксацію мазків крові та сперми проводили в парах формаліну протягом 5 хв. Першим клітини забарвлювались у фіолетовий, двома останніми – у червоний колір. За допомогою МФФ та флоксину в клітинах виявляли секреторний матеріал, дитизону – цинк в гранулоцитах крові. Сперматозоїди також забарвлювались флоксином і дитизоном.

Цитохімічно вміст цинку досліджували в тканинах головного мозку, підшлункової залози, тонкої кишки, передміхурової залози. Із шматочків головного мозку готувались свіжозаморожені зрізи завтовшки 20-60 мкм, які обробляли ацетоновим розчином 8-ТСХ. На препаратах жовто–зелена люмінесценція виявлялась в ділянці зубчатої фасції, хілусу та полів СА–2 – СА–4 амонового рогу.

Шматочки підшлункової залози, тонкого кишечнику, передміхурової залози фіксували впродовж 12 год у холодному (+4С) ацетоні. Депарафіновані зрізи завтовшки 5-10 мкм флуорохромували ацетоновим розчином 8 – ТСХ. Гранули, що люмінесціюють жовто–зеленим світлом, виявлялись у цитоплазмі панкреатичних клітин В, клітин Панета тонкої кишки, клітин епітелію кінцевих відділів передміхурової залози.

Інтенсивність цитохімічної реакції оцінювали в умовних одиницях та шляхом підрахунку кількості гранул у клітинах. Нормальний розподіл даних дозволив використовувати параметричний критерій Ст’юдента. Обчислювались середнє арифметичне (), помилка (m) та показник достовірності (р).

Результати дослідження та їх обговорення

Вплив екстремальних факторів на вміст цинку в клітинах вивчався в серіях дослідів на людях та тваринах.

У осіб, які не зазнавали дії екстремальних факторів, в гранулоцитах крові інтенсивність цитохімічної реакції дитизону становила 1,3±0,07, 8–ТСХ – 1,4±0,11, МФФ – 1,0±0,09. Кількість гранул дитизону становила 141±5,2, 8 –ТСХ –143±5,1 (табл. 1).

Таблиця 1

Інтенсивність цитохімічних реакцій 8 – ТСХ і МФФ, а також кількість гранул 8–ТСХ в зернистих лейкоцитах у осіб при дії різних факторів (± m)

Група

обстежених осіб | Кількість

осіб | Інтенсивність реакції, ум.од. | Кількість

гранул 8-ТСХ

8 – ТСХ | МФФ

Контроль | 15 | 1,4 ± 0,11 | 1,0 ± 0,09 | 143 ± 5,1

Фізичне навантаження | 11 | 1,0 ± 0,12 | 0,7 ± 0,08 | 125 ± 3,9

р | < 0,05 | < 0,05 | < 0,05

Алкоголізація | 12 | 0,9 ± 0,10 | 0,6 ± 0,07 | 119 ± 3,6

р | < 0,01 | < 0,01 | < 0,01

Сірководень | 11 | 0,9 ± 0,08 | 0,7 ± 0,07 | 126 ± 5,5

р | < 0,01 | < 0,05 | < 0,05

Токсичні метали | 13 | 0,8 ± 0,11 | 0,5 ± 0,06 | 110 ± 4,8

р | < 0,001 | < 0,001 | < 0,001

Висока температура | 12 | 1,0 ± 0,07 | 0,7 ± 0,09 | 115 ± 5,4

р | < 0,01 | < 0,05 | < 0,001

Інтенсивність цитохімічної реакції дитизону була знижена на 31% - при фізичному навантаженні, 38% - при алкоголізації, на 23% - при дії сірководню, 31% - токсичних металів, 23% - високої температури. При використанні 8–ТСХ – реакції отримані цифри 29%, 36%, 36%, 43%,29% відповідно. Інтенсивність МФФ – реакції знижувалась відповідно на 30%, 40%, 30%, 50%, 30%. Кількість гранул дитизону в зернистих лейкоцитах зменшувалась на 13%, 18%, 13%, 16%, 21%, гранул 8 – ТСХ – на 13%, 17%, 12%, 16%, 20%. У всіх випадках різниці з контролем достовірні (р<0,05; р < 0,001) .

Результати досліджень свідчать про аналогічні зміни при дії різних факторів, тобто про зменшення вмісту цинку в гранулоцитах крові. Узгодженість змін інтенсивності цитохімічної реакції дитизону та 8-ТСХ свідчить про селективність цитохімічної реакції дитизону з цинком. Разом з тим відповідність цитохімічних реакцій на цинк (дитизону, 8 – ТСХ) і секреторний матеріал (МФФ) є певним доказом зв'язку цинку з секреторним матеріалом у зернистих лейкоцитах (табл. 1). Про це також свідчить подібність змін інтенсивності цитохімічних реакцій дитизону та 8 – ТСХ та кількості гранул в клітинах, що виявляються цими реагентами (табл.1). Спостерігалась подібність цитохімічних реакцій дитизону, 8–ТСХ та флоксину в сперматозоїдах , дитизону, 8–TСХ і МФФ у гранулоцитах крові людини.

У мишей середня інтенсивність цитохімічної реакції дитизону в зернистих лейкоцитах становила 1,1 ± 0,09, а кількість його гранул в цих клітинах – 102 ± 4,8.

У мишей фізичне навантаження та іммобілізація знижували інтенсивність дитизонової реакції на 36%, а алкоголізація – на 45%. Кількість гранул дитизону в зернистих лейкоцитах зменшувалась відповідно на 18%, 19%, 33% (р < 0,01; р < 0,001). Спостерігалось зниження інтенсивності цитохімічних реакцій дитизону, 8-ТСХ і флоксину в сперматозоїдах у мишей.

В панкреатичних острівцях середня інтенсивність реакції 8 – ТСХ – 2,0 ± 0,13, а реакції альдегідфуксину – 1,3 ± 0,11 (табл. 2). Фізичне навантаження знижувало інтенсивність реакції 8 – ТСХ на 25%, іммобілізація – на 30%, алкоголізація – на 40%. Інтенсивність цитохімічної реакції альдегідфуксину була знижена при фізичному навантаженні на 38%, при іммобілізації – на 46%, алкоголізації – на 54% (р<0,01; р < 0,001; табл.2). Суттєвих змін структури клітин панкреатичних острівців не спостерігалось.

Інтенсивність цитохімічної реакції 8-ТСХ у клітинах Панета була знижена при фізичному навантаженні та іммобілізації на 27%, алкоголізації – на 36%. В епітелії передміхурової залози реакція 8–ТСХ була слабкіша на 29% при фізичному навантаженні та іммобілізації, на 36% - при алкоголізації. У нейронах гіпокампа зменшувалась інтенсивність реакції 8 – ТСХ на 26% при фізичному навантаженні, 32% - іммобілізації, 37% - алкоголізації (р < 0,01). Структура клітин суттєво не змінювалась.

Таблиця 2

Інтенсивність цитохімічних реакцій 8 – ТСХ та альдегідфуксину в

панкреатичних клітинах В у мишей при дії різних факторів

Група

тварин | Кількість тварин | Інтенсивність реакції, ум.од.

8 - ТСХ | альдегідфуксину

±m | p | ±m | р

Контроль | 17 | 2,0±0,13 | 1,3±0,11

Фізичне навантаження | 11 | 1,5±0,12 | <0,01 | 0,8±0,07 | <0,01

Іммобілізація | 12 | 1,4±0,15 | <0,01 | 0,7±0,07 | <0,001

Алкоголізація | 11 | 1,2±0,11 | <0,001 | 0,6±0,06 | <0,001

Голодування | 15 | 1,5±0,15 | <0,05 | 0,9±0,07 | <0,01

Охолодження | 14 | 1,6±0,12 | <0,05 | 1,0±0,08 | <0,05

Хлорид ртуті | 10 | 1,2±0,10 | <0,001 | 0,8±0,08 | <0,01

Сульфат міді | 14 | 1,5±0,13 | <0,01 | 0,9±0,11 | <0,05

Хлорид алюмінію | 13 | 1,6±0,15 | <0,05 | 1,0±0,08 | <0,05

Дитизон | 15 | 0,9±0,08 | <0,001 | 0,7±0,05 | <0,001

8 – ТСХ | 13 | 1,4±0,10 | <0,001 | 1,0±0,06 | <0,05

ДЕДТКН | 15 | 0,9±0,10 | <0,001 | 0,6±0,08 | <0,001

ЕДТОК | 14 | 1,1±0,12 | <0,001 | 0,9±0,08 | <0,01

При охолодженні інтенсивність цитохімічної дитизонової реакції в зернистих лейкоцитах була знижена на 27%. При голодуванні вона була нижче на 36%. Кількість гранул у першому випадку зменшувалась на 17%, а в другому – на 20% (р<0,05; р < 0,001).

Відмічалось зниження інтенсивності цитохімічних реакцій дитизону, 8-ТСХ і флоксину в сперматозоїдах у мишей.

Охолодження призводило до зменшення в панкреатичних клітинах В інтенсивності реакції 8 –ТСХ на 20%, а голодування – на 25%. Інтенсивність альдегідфуксинової реакції була меншою на 23% при дії охолодження і на 31% при голодуванні (р < 0,05; р < 0,001; табл. 2). Структурних змін в панкреатичних острівцях не спостерігалось.

При охолодженні інтенсивність 8 – ТСХ – реакції була знижена на 36% у тонкій кишці та передміхуровій залозі, на 21% - у гіпокампі. При голодуванні інтенсивність 8 – ТСХ – реакції була достовірно знижена в клітинах Панета на 45%, клітинах кінцевих відділів передміхурової залози – на 29%, у нейронах гіпокампа – на 26% (р< 0,05; р < 0,001). Суттєвих змін структури клітин не спостерігалось.

Інтенсивність дитизонової реакції в гранулоцитах крові була знижена на 55% при введенні хлориду ртуті, на 36% - сульфату міді, на 27% - хлориду алюмінію. Кількість гранул дитизону зменшувалась в першому випадку на 33%, другому – 26%, третьому – 21% (р < 0,05; р < 0,001). Зміни цитохімічних реакцій дитизону, 8-ТСХ і флоксину в сперматозоїдах були однаковими.

При введенні хлориду ртуті, сульфату міді та хлориду алюмінію інтенсивність цитохімічної реакції 8 – ТСХ в острівцях знижувалась на 40 %, 25%, 20% відповідно, а реакції альдегідфуксину – на 38%, 31%, 23% відповідно (р < 0,05; р < 0,001; табл. 2).

У клітинах Панета ртуть знижувала вміст цинку на 64%, мідь – на 55%, алюміній – на 36%, а в клітинах кінцевих відділів передміхурової залози – відповідно на 50%, 36%, 29%. У нейронах гіпокампа інтенсивність цитохімічної реакції 8 – ТСХ зменшувалась відповідно на 37%, 32% і 26% (р < 0,01; р < 0,001). Суттєвих змін структури клітин підшлункової та передміхурової залоз, тонкої кишки, гіпокампа не відмічалось.

У контрольних мишей рівень цукру в крові становив 6,3±0,24 ммоль/л. Дитизон підвищував в 1,7 рази рівень глікемії порівняно з контролем, а 8 –ТСХ – в 1,2 рази.

Дитизон знижував у панкреатичних острівцях інтенсивність цитохімічної реакції 8–ТСХ на 55%, а альдегідфуксину – на 46%, а 8–ТСХ – відповідно на 30% та 23% (р < 0,05; р < 0,001; табл.2). При цьому зменшувалися як кількість і розміри панкреатичних острівців, так і кількість в них В-інсулоцитів. В останніх спостерігалась виражена дегрануляція при введенні дитизону і часткова дегрануляція при введенні 8 – ТСХ. При введенні мишам і щурам дитизону спостерігався некроз базальних відділів кишкових крипт та епітелію кінцевих відділів передміхурової залози, найбільш виражений у щурів.

Інтенсивність цитохімічної дитизонової реакції в гранулоцитах крові знижувалась на 55% при введенні ДЕДТКН і на 36% - після ін’єкції ЕДТОК. Кількість гранул у першому випадку скорочувалась на 40%, а в другому випадку – на 20% (р<0,01; р < 0,001). Інтенсивність цитохімічних реакцій дитизону, 8-ТСХ і флоксину в сперматозоїдах була зниженою.

Інтенсивність цитохімічної реакції 8–ТСХ у панкреатичних острівцях була знижена на 55% при введенні ДЕДТКН і на 45% - ЕДТОК. Ці зміни супроводжувалися зниженням вмісту специфічної зернистості в клітинах (відповідно – на 64% і 31%) (р < 0,01; р < 0,001; табл. 2).

У тонкій кишці інтенсивність цитохімічної реакції 8–ТСХ була знижена при дії ДЕДТКН – на 55% та ЕДТОК – на 45%, у передміхуровій залозі відповідно – на 57% та 43%, а у гіпокампі – на 58% і 53% (р < 0,001). Суттєвих змін структури досліджених клітин не спостерігалось.

Серія дослідів була присвячена вивченню впливу комбінованої дії екстремальних факторів на вміст цинку в клітинах у людей і тварин.

Інтенсивність цитохімічної реакції дитизону в зернистих лейкоцитах при сполученій дії на організм людей фізичного навантаження та алкоголізації була на 54% нижчою порівняно з контролем, а кількість гранул дитизону – на 31% (р < 0,001). Цитохімічна реакція з 8–ТСХ змінювалась аналогічним чином. Інтенсивність цієї реакції була на 57% нижчою від контрольної, а кількість гранул 8 –ТСХ зменшувалась на 29%. Така ж закономірність прослідковувалась в змінах цитохімічної реакції МФФ. Інтенсивність цієї реакції була знижена на 60% (р < 0,001; табл. 3).

Таблиця 3

Інтенсивність цитохімічних реакцій 8 –ТСХ і МФФ, а також кількість гранул 8–ТСХ в зернистих лейкоцитах у осіб при комбінованій дії різних факторів (± m)

Група

обстежених осіб | Кількість осіб | Інтенсивність реакції, ум.од. | Кількість

гранул

8 – ТСХ

8 – ТСХ | МФФ

Контроль | 15 | 1,4 ± 0,11 | 1,0 ± 0,09 | 143 ± 5,1

Фізичне навантаження та

Алкоголь | 14 | 0,6 ± 0,08 | 0,4 ± 0,05 | 101 ± 3,8

р | <0,001 | <0,001 | <0,001

Висока температура та

Алкоголь | 14 | 0,6 ± 0,05 | 0,3 ± 0,03 | 98 ± 3,7

р | <0,001 | <0,001 | <0,001

На фоні алкоголізації організму висока температура на 62% знижувала інтенсивність цитохімічної реакції дитизону. Кількість гранул дитизону в клітинах при цьому була меншою на 33%. При постановці цитохімічної реакції 8 – ТСХ спостерігалась така ж картина: інтенсивність цієї реакції знижувалась на 57% порівняно з нормою, а кількість гранул 8 – ТСХ зменшувалась на 31%. Аналогічні результати відмічались при постановці цитохімічної реакції МФФ. При дії на організм алкоголю та високої температури інтенсивність цієї реакції була нижче контролю на 70% (р< 0,001; табл. 3).

У мишей досліджувалась поєднана дія фізичного навантаження та іммобілізації. Інтенсивність цитохімічної дитизонової реакції в гранулоцитах крові була нижче за нормальну на 64%, а кількість гранул дитизону в них зменшувалась на 40% (р<0,001).

Ця ж дія досліджувалась стосовно інсулярного апарату. Інтенсивність цитохімічної реакції 8–ТСХ була нижче контрольної величини на 55%, в той час як інтенсивність реакції альдегідфуксину була знижена на 62% (р < 0,001; табл. 4).

За цитохімічною реакцією 8 –ТСХ вміст цинку в клітинах Панета зменшувався на 45%, в клітинах епітелію кінцевих відділів передміхурової залози – на 57%, в нейронах гіпокампа - на 58% (р < 0,001). Суттєвих змін структури клітин досліджених тканин не спостерігалось.

Таблиця 4

Інтенсивність цитохімічних реакції 8 – ТСХ та альдегідфуксину в панкреатичних клітинах В у мишей при комбінованій дії різних факторів

Група

тварин | Кількість тварин | Інтенсивність реакції, ум.од.

8 - ТСХ | Альдегід фуксину

±m | p | ±m | p

Контроль | 17 | 2,0±0,13 | 1,3±0,11

Фізичне навантаження та

іммобілізація | 11 | 0,9±0,09 | <0,001 | 0,5±0,07 | <0,001

Фізичне навантаження та

алкоголізація | 13 | 0,8±0,09 | <0,001 | 0,4±0,05 | <0,001

Іммобілізація та

алкоголізація | 12 | 0,7±0,06 | <0,001 | 0,3±0,04 | <0,001

Іммобілізація та

охолодження | 13 | 1,0±0,12 | <0,001 | 0,6±0,07 | <0,001

В інших серіях досліджень на мишах вивчався поєднаний вплив на вміст цинку в клітинах фізичного навантаження та алкоголізації. При цьому інтенсивність цитохімічної дитизонової реакції в зернистих лейкоцитах крові була нижче контролю на 64%, а кількість гранул дитизону – на 44% (р < 0,001).

У панкреатичних клітинах В цинку виявлялось на 60%, а специфічної зернистості – на 69% менше, ніж у нормі (р < 0,001). Порівняно з контролем вміст цинку в клітинах Панета був зниженим на 55%, в клітинах передміхурової залози – на 57%, у нейронах гіпокампа – на 63% (р < 0,001). Суттєвих змін структури досліджених клітин не спостерігалось.

У мишей сполучена дія іммобілізації та алкоголізації знижувала інтенсивність цитохімічної реакції дитизону в гранулоцитах крові на 73%, а кількість гранул дитизону зменшувала на 53% (р < 0,001).

У панкреатичних клітинах В цинку було на 65% менше в порівнянні з нормою, а специфічної зернистості – на 77% ( р < 0,001; табл. 4 ). В клітинах Панета цинку виявлялось на 64% менше, ніж у нормі, в клітинах передміхурової залози – на 64%, а в нейронах гіпокампа – на 74% менше (р < 0,001). Морфологічних змін клітин досліджених органів не виявлено.

У випадку поєднаної дії на організм мишей іммобілізації та охолодження інтенсивність цитохімічної реакції дитизону в зернистих лейкоцитах була на 55% нижче нормальної, а кількість гранул дитизону була менше на 35% (р < 0,001).

Вміст цинку в панкреатичних острівцях був на 50% меншим, а специфічної зернистості В- інсулоцитів – на 54%. Кількість цинку в клітинах Панета знижувалась на 55%, в епітелії передміхурової залози – на 50%, в нейронах гіпокампа на 53% (р < 0,001). Суттєвих змін структури клітин підшлункової та передміхурової залоз, тонкої кишки, гіпокампа не спостерігалось.

При фізичному навантаженні інтенсивність цитохімічної реакції дитизону в зернистих лейкоцитах була нижчою порівняно з контролем у мишей, котрі отримували хлорид ртуті на 73%, сульфат міді – на 64%, хлорид алюмінію – 55%. Кількість гранул дитизону в цих клітинах була знижена відповідно на 39%, 36% і 32% (р<0,001).

Під впливом фізичного навантаження і хлориду ртуті вміст цинку в панкреатичних клітинах В порівняно з контролем зменшувався на 55%, а інтенсивність реакції альдегідфуксину – на 77%. При призначенні сульфату міді таке зменшення становило відповідно 50% і 69%, а хлориду алюмінію – 45% і 62% (р < 0,001).

При введенні мишам з фізичним навантаженням хлориду ртуті вміст цинку був нижче порівняно з контролем у клітинах Панета на 73%, в передміхуровій залозі – на 71%, гіпокампі – на 63%. Сульфат міді зменшував вміст цинку відповідно 64%, 64%, 58%, хлорид алюмінію - відповідно на 55%, 57%, 53% (р < 0,001). Структура клітин підшлункової та передміхурової залоз, тонкої кишки і гіпокампа практично залишалась стабільною.

При іммобілізації інтенсивність цитохімічної реакції дитизону в зернистих лейкоцитах була нижчою порівняно з контролем у мишей, що отримували хлорид ртуті, на 73%, сульфат міді – на 64%, хлорид алюмінію – 55%. Кількість гранул дитизону в цих клітинах була знижена відповідно на 39%, 37% і 31% (р < 0,001).

При призначенні іммобілізованим мишам хлориду ртуті вміст цинку в панкреатичних клітинах В порівняно з контролем був меншим на 55%, а інтенсивність реакції альдегідфуксину – на 69%, а на фоні дії сульфату міді – відповідно 50% і 62%, а хлориду алюмінію – 50% і 54% (р < 0,001).

Хлорид ртуті зменшував вміст цинку в клітинах Панета іммобілізованих мишей на 55%, в передміхуровій залозі – на 64%, гіпокампі – на 58%, сульфат міді – відповідно 45%, 57%, 58%, хлорид алюмінію – на 45%, 50%, 47% (р < 0,001). Морфологічних змін досліджених клітин зазначених вище органів не виявлено.

При алкоголізації інтенсивність цитохімічної реакції дитизону в зернистих лейкоцитах була нижче порівняно з контролем у мишей, що отримували хлорид ртуті на 82%, сульфат міді – на 73%, хлорид алюмінію – 64%. Кількість гранул дитизону в цих клітинах була меншою відповідно на 48%, 46% і 44% (р < 0,001).

При призначенні алкоголізованим мишам хлориду ртуті вміст цинку в панкреатичних клітинах В порівняно з контролем був меншим на 65%, а інтенсивність реакції альдегідфуксину – на 82%, сульфату міді – відповідно на 60% і 77%, а хлориду алюмінію – 55% і 69% (р < 0,001).

Хлорид ртуті зменшував вміст цинку порівняно з контролем у клітинах Панета алкоголізованих мишей на 73%, в передміхуровій залозі – на 71%, гіпокампі – на 63%, сульфат міді - відповідно на 64%, 57%, 53%, а хлорид алюмінію – відповідно 64%, 57%, 47%. Різниці з контролем високодостовірні, структура клітин суттєво не змінювалась.

Корекцію дефіциту цинку в клітинах, спричиненого екстремальними факторами, проводили в серії дослідів з призначенням особам багатої цинком дієти та введенням через шлунковий зонд розчину ацетату цинку мишам. У осіб на фоні дії фізичного навантаження та алкоголізації дієта, багата на цей метал, запобігала розвитку дефіциту цинку в гранулоцитах крові. У всіх випадках вміст цинку в цих клітинах статистично не відрізнявся від контролю.

У випадках з фізичним навантаженням інтенсивність цитохімічної реакції дитизону в зернистих лейкоцитах була усього на 8% нижче норми, а кількість його гранул в цих клітинах не відрізнялась від контролю. При алкоголізації отримані цифри – відповідно 15% та 4% (р > 0,05). Ці дані свідчать про більшу ефективність дієти при фізичному навантаженні порівняно з алкоголізацією, хоча в обох випадках отримані недостовірні різниці з нормою.

При постановці цитохімічної реакції 8 – ТСХ отримані в цілому подібні з дитизоновою реакцією результати. Інтенсивність 8 –ТСХ реакції у випадку з фізичним навантаженням була на 7 % нижче норми, а кількість гранул 8 – ТСХ була на 5% нижче за норму. У випадку з алкоголізацією отримані дані становили відповідно 14% та 6% (р > 0,05).

Отже, накопичення цинку в гранулоцитах крові, спричинене відповідною дієтою, супроводжувалося збільшенням у цих клітинах кількості секреторного матеріалу.

Спостерігалась нормалізація інтенсивності цитохімічних реакцій дитизону, 8-ТСХ та флоксину в сперматозоїдах, дитизону, 8 – ТСХ і МФФ у гранулоцитах крові людини.

Був також вивчений вплив цинкової дієти на вміст цинку в гранулоцитах крові при дії високої температури. Показано, що призначення дієти, багатої на цинк, робило різницю між вмістом цинку в гранулоцитах крові в контролі та при дії зазначеного фактору несуттєвою.

У осіб, що зазнавали дії високої температури, інтенсивність дитизонової реакції була на 8% нижче за нормальну, а кількість гранул дитизону – на 5% нижче.

При постановці цитохімічної реакції 8 – ТСХ отримані результати, подібні з даними, отриманими за допомогою цитохімічної дитизонової реакції. Інтенсивність цитохімічної реакції 8 –ТСХ в зернистих лейкоцитах у осіб за умов високої температури була усього на 7% нижче контрольної величини, а кількість гранул 8 – ТСХ – на 6% (р > 0,05).

При постановці цитохімічної реакції МФФ виявлялось зменшення під впливом дієти дефіциту секреторного матеріалу, так що різниця з контролем стає несуттєвою.

Отже, дієта, багата на цинк, корегувала вміст цинку і секреторного матеріалу в зернистих лейкоцитах у людей.

Уведення мишам через шлунковий зонд розчину ацетату цинку також корегувало дефіцит цього металу в клітинах, спричинений фізичним навантаженням, іммобілізацією, алкоголізацією та охолодженням.

Інтенсивність цитохімічної реакції дитизону в зернистих лейкоцитах була нижче норми: при фізичному навантаженні на 18%, іммобілізації – на 9%, алкоголізації – 18%. Кількість гранул дитизону була меншою в порівнянні з нормою відповідно на 6%, 8%, 9% (р > 0,05). Спостерігалась нормалізація цитохімічних реакцій дитизону, 8-ТСХ і флоксину в сперматозоїдах у мишей.

Так само змінювалась інтенсивність цитохімічних реакцій 8 – ТСХ і альдегідфуксину в панкреатичних острівцях. При фізичному навантаженні інтенсивність двох реакцій була нижче контрольних величин на 10%. У випадку з іммобілізацією інтенсивність реакції 8 – ТСХ була на 10%, а альдегідфуксину – на 15% нижче за норму, а при алкоголізації - відповідно на 15% і 8% (р> 0,05; табл.5).

Таблиця 5

Інтенсивність цитохімічних реакцій 8 – ТСХ та альдегідфуксину в панкреатичних клітинах В у мишей при дії екстремальних факторів та ацетату цинку

Група

тварин | Кількість тварин | Інтенсивність реакції, ум.од.

8 - ТСХ | альдегідфуксину

± m | p | ± m | p

Контроль | 17 | 2,0 ± 0,13 | 1,3 ± 0,11

Фізичне навантаження | 10 | 1,8 ± 0,15 | >0,05 | 1,2 ± 0,10 | >0,05

Іммобілізація | 12 | 1,8 ± 0,12 | >0,05 | 1,1 ± 0,08 | >0,05

Алкоголізація | 14 | 1,7 ± 0,13 | >0,05 | 1,2 ± 0,09 | >0,05

Охолодження | 14 | 1,8 ± 0,16 | >0,05 | 1,2 ± 0,13 | >0,05

Отже, вміст цинку та інсуліну в панкреатичних острівцях при призначенні ацетату цинку мишам за умов дії екстремальних факторів наближається до нормального. Структурних змін клітин панкреатичних острівців при цьому не виявлялось. Такі ж зміни вмісту цинку прослідковувалися в клітинах інших досліджених нами органів.

У клітинах Панета при фізичному навантаженні, іммобілізації, алкоголізації і призначенні цинку його кількість була нижче контрольної на 9%, 9%, 18% відповідно. У клітинах передміхурової залози цинку виявлялося відповідно на 14%, 7%, 14% нижче норми. При дослідженні гіпокампа отримані цифри нижче норми відповідно на 16%, 11%, 16% (р > 0,05). Морфологічний аналіз клітин досліджених органів не виявив їх структурних змін.

Отже, призначення мишам ацетату цинку знижує його дефіцит у клітинах, викликаний фізичним навантаженням, іммобілізацією, алкоголізацією. Різниці з контролем стають несуттєвими.

У мишей за умов охолодження