СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДВУХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ ПРИОБРЕТЕННОЙ ТОКСИЧЕСКОЙ ГЕМОЛИТИЧЕСКОЙ АНЕМИИ ПРИ ВВЕДЕНИИ 2-БУТОКСИЭТАНОЛА И ФЕНИЛГИДРАЗИНА

Введение. Широкое применение промышленных ядов в промышленности и сельском хозяйстве определяет высокую частоту и неблагоприятные исходы отравлений данными веществами. Расширяющееся с каждым годом внедрение химических соединений в различные виды промышленности, быта и науки создает предпосылки для повышения частоты возникновения гемолитической анемии у населения [10, 11, 12]. Все гемолитические яды первоначально вызывают раздражение костного мозга с появлением ретикулоцитоза и нейтрофильного лейкоцитоза, вслед за которыми проявляется гемолитическое действие препарата, выражающееся в постепенном снижении количества эритроцитов и в меньшей степени - гемоглобина [5]. Действие яда сопровождается также нарушениями функций многих органов и систем; наблюдается увеличение селезенки и печени [2].

Токсическая гемолитическая анемия – это группа заболеваний, при которых гемолиз эритроцитов обусловлен воздействием химических веществ, биологических ядов и бактериальных токсинов [8]. Лекарственная гемолитическая анемия возникает вследствие аутоиммунной реакции организма, при этом нередко лекарственные средства являются гаптеном, которые, связываясь с белками плазмы, образуют антиген [9]. После диссоциации этого комплекса на поверхности эритроцитов остается комплемент. В других случаях лекарственные средства прочно связываются с неповрежденными эритроцитами [7]. Антитела реагируют с токсичными веществами, повреждая эритроциты и вызывая их гемолиз. Данный вид лекарственной гемолитической анемии возникает при введении больших доз токсических веществ. Картина крови приобретенной гемолитической анемии характеризуется малым количеством эритроцитов (до 10⁶ в 1 мкл) и низким содержанием гемоглобина - 20-30%. В периферической крови наблюдается значительный ретикулоцитоз и нормоэритробластоз, а также гиперлейкоцитоз с ядерным сдвигом влево (до миелоцитов). В пунктате костного мозга отмечается резкая эритробластическая реакция [1].

Гемолитические яды, фенилгидразин и 2-бутоксиэтанол, обладают выраженным гемолитическим эффектом и весьма широко применяются в различных отраслях промышленности.

Фенилгидразин – гемолитический яд, вызывающий распад эритроцитов и лейкоцитов крови, а также превращение гемоглобина в метгемоглобин. В опыте Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева было доказано его токсическое действие с изменением картины периферической крови за счет поражения печени фенилгидразином и с проявлением активации перекисного окисления липидов, которое угнетает функции многих внутренних органов [13]. Фенилгидразин широко используется в экспериментальной медицине для моделирования гемолитической токсической анемии.

2-бутоксиэтанол – растворитель, используемый в органическом синтезе для производства лакокрасочных материалов и моющих средств, в качестве пропанта и диспергента в нефтяной промышленности. Было доказано токсическое действие 2-бутоксиэтанола на организм человека и животных, а также выраженный гемолитический эффект на эритроциты крыс и некоторых других видов млекопитающих, в том числе и человека [6]. Действие in vivo в настоящее время не доказано.

Цель исследования: оценка и сравнительный анализ клеточного состава красного костного мозга и периферической крови экспериментальных животных при моделировании приобретенной токсической гемолитической анемии, вызванной 2-бутоксиэтанолом и фенилгидразином - веществами с гемолитическим эффектом, которые являются промышленными ядами.

Материалы и методы. Проведено две серии экспериментов: I – введение экспериментальным животным 2-бутоксиэтанола, II - введение фенилгидразина. Исследования проводились на 80 нелинейных крысах. В первом эксперименте животные были разделены на две группы: контрольная группа (n=20) содержалась в стандартных условиях вивария, опытной (n=20) вводили однократно интраперитонеально бутоксиэтанол в дозе 20 мг/кг. Во втором эксперименте животные также были разделены на 2 группы, контрольная группа (n=20) содержалась в стандартных условиях вивария, опытной (n=20) вводили однократно интраперитонеально фенилгидразин в дозе 20 мг/кг.

Эксперименты проводились в соответствии с «Правилами лабораторной практики в Российской Федерации», утвержденными приказом Министерства здравоохранения РФ № 708н от 23.08.2010 г. и «Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях» (Страсбург) от 18.III.1986 (Текст изменен в соответствии с положениями Протокола (ETS № 170), после его вступления в силу 2 декабря 2005 года; Лиссабонский договор о внесении изменений в Договор о Европейском союзе и Договор об учреждении Европейского сообщества вступили в силу 1 декабря 2009 года) в ЦНИЛ ГОУ ВПО ПГМУ им. ак. Е.А. Вагнера.

До эксперимента и через 10 дней у контрольной и опытных групп животных забирали кровь из хвостовой вены с проведением анализа клеточного состава. Показатели периферической крови определяли при помощи гематологического автоматического анализатора Medonic M20, производство Boule Medical A.B., Швеция. Через 10 дней животных выводили из эксперимента с соблюдением правил эвтаназии, мазки красного костного мозга, полученные из бедренной кости, окрашивали красителем-фиксатором Майн-Грюнвальда и по Романовскому-Гимзе, микроскопировали под иммерсией, проводили подсчет миелограмм. На основании данных миелограммы были подсчитаны следующие показатели: лейко-эритробластическое отношение и индекс созревания эритрокариоцитов.

Статистическую обработку полученных данных осуществляли с использованием приложения Biostat и Microsoft ® Excel полнофункционального офисного пакета Microsoft Office 2007.

Результаты. Лейко-эритробластическое отношение (ЛЭО) вычисляется как отношение суммы процентного содержания всех лейкоцитов к общему содержанию всех ядерных элементов эритроидного ряда - от пронормобласта до зрелых форм. В контрольной группе ЛЭО составлял 4,22, в опытных группах: при введении 2-бутоксиэтанола ЛЭО составлял 11,49 (p=0,128), при введении фенигидразина - 5,35 (p=0,202) (рис.1).

Рисунок 1. Показатели лейкопоэза животных контрольной и двух опытных групп (2-бутоксиэтанол и фенилгидразин).

Индекс созревания эритрокариоцитов (ИСЭ) - отношение количества гемоглобинсодержащих нормобластов. В контрольной группе ИСЭ составлял 0,85, в опытных группах: при введении 2-бутоксиэтанола ИСЭ составлял 0,94 (p=0,02), при введении фенигидразина - 0,84 (p=0,836). Статистически значимое увеличение клеток эритроидного ростка наблюдается при введении 2-бутоксиэтанола (рис. 2).

Рисунок 2. Показатели эритропоэза животных контрольной и двух опытных групп (2-бутоксиэтанол и фенилгидразин).

При проведении анализа показателей периферической крови животных с введением фенилгидразина и 2-бутоксиэтанола установлено, что в опытных группах наблюдалось статистически значимое снижение концентрации гемоглобина, количества эритроцитов и увеличение числа ретикулоцитов.

Установлено, что введение фенилгидразина и 2-бутоксиэтанола сопровождается увеличением показателя MCH, показателя MCV и показателя RDW, снижением показателя MCHС (табл. 1).

Таблица 1

Сравнительный анализ показателей периферической крови животных

контрольной и двух опытных групп (2-бутоксиэтанол и фенилгидразин), (M±m)

*p<0,05 по отношению к показателям контрольной группы

По данным литературы, анемия, вызванная фенилгидразином, характеризуется анизо- и пойкилоцитозом, увеличением содержания микро- и макроцитов на 35 % по отношению к нормоцитам, выявлением микросфероцитов [3]. Также отмечается увеличение среднеклеточного диаметра эритроцитов - характерный признак макроцитарной анемии, уменьшается концентрация гемоглобина и эритроцитов [4]. Количество тромбоцитов во всех экспериментальных группах имело тенденцию к росту.

Выводы:

1. У животных опытной группы с введением 2-бутоксиэтанола к концу эксперимента наблюдалась тенденция к гиперплазии эритроидного ростка, что проявлялось в статистически значимом увеличении индекса созревания эритрокариоцитов. Полученные данные могут свидетельствовать о том, что при токсической гемолитической анемии, как и при любой другой гемолитической анемии, костный мозг стремится компенсировать потерю эритроцитов стимуляцией эритропоэза, но в условиях токсического воздействия эта стимуляция оказывается неэффективной.
2. Введение 2-бутоксиэтанола и фенилгидразина сопровождается увеличением показателей MCH, MCV и RDW. При моделировании гемолитической анемии при помощи введения 2-бутоксиэтанола была получена макроцитарная, нормохромная, а в случае фенилгидразина - гипохромная анемия.

Список литературы:

1. Бурчинский Г.И. Внутренние болезни. ― 4-е изд., перераб. и доп. ― К.: Вища шк. Головное изд-во, 2000. ― 656 с.
2. Гончаренко А.В., Гончаренко М.С. Изучение механизмов повреждающего действия токсических концентраций марганца на клеточном и субклеточном уровнях. Микроэлементы в медицине 2012; 13 (4): 32−37.
3. Жернов Ю.В. Изучение антиоксидантного эффекта гуминовых кислот пелоидов при приобретенной гемолитической анемии // Кислород и антиоксиданты. 2009; 1: 73-74.
4. Иванникова Н.О. Динамика поведенческих и морфофункциональных изменений у крыс с экспериментальным внутримозговым кровоизлиянием после эмоциональной стрессовой нагрузки. Автореф. дисс. канд. мед. наук. Москва, 2012; 29.
5. Everds N.E., Snyder P.W., Bailey K.L., Bolon B., Creasy D.M., Foley G.L., Rosol T.J., Sellers T. Interpreting stress responses during routine toxicity studies: a review of the biology, impact, and assessment. Toxicol Pathol. 2013; 41 (4): 560 - 614.
6. Ghanayem B.I., Sullivan C.A. Assessment of the haemolytic activity of 2-butoxyethanol and its major metabolite, butoxyacetic acid, in various mammals including humans. Hum Exp Toxicol. 1993; 12(4): 305 - 311.
7. Klajnert B., Pikala S., Bryszewska M. Haemolytic activity of polyamidoamine dendrimers and the protective role of human serum albumin. P Roy Soc A-Math Phy 466, 1527–1534 (2010).
8. Minnesota Department of health 2013 Health Risk Limits for Groundwater Health Risk Assessment Unit, Environmental Health Division 651-201-4899 Adopted as Rule: September 30, 2013 Toxicological Summary for Naphthalene: CAS: 91-20-3.
9. Munday R., Smith B.L., Munday C.M. Structure-activity relationships in the haemolytic activity and nephrotoxicity of derivatives of 1,2- and 1,4-naphthoquinone. J Appl Toxicol. 2007; 27(3): 262-269.
10. Schick P., Besa E.C. Hemolytic Anemia Treatment & Management. Drug, Diseases & Procedures. 2011; 8: 1234-1237.
11. Schwartz R.S. Autoimmune and intravascular hemolytic anemias. In: Goldman L, Ausiello D. Cecil Medicine. 23rd ed. Philadelphia, Pa: Saunders Elsevier; 2007: chap 164.
12. Sekar A., Paudel S., Sivakumar S.P., Verma A. Methemoglobinemia and Uremia from an Unusual Poison. Clinical Toxicology 2014; 4(5).
13. Shukla P., Yadav N.K., Singh P., Bansode F.W., Singh R.K. Phenylhydrazine induced toxicity: a review on its haematotoxicity. International Journal of Basic and Applied Medical Sciences. 2012; 2(2): 86-91.