ВВЕДЕНИЕ

Биологические науки/Физиология человека и животных

Вьюницкий В. П.¹, Сидоряк Н. Г.², Денисенко В. И.²

1. Киевский городской медицинский колледж, г. Киев

2. Межведомственная лаборатория медико-биологического мониторинга Мелитопольского государственного педагогического университета и Таврического агротехнологического университета, г. Мелитополь, Украина

Особенности кислородтранспортной функции крови у крыс при воздействии больших доз нитрита натрия

Актуальность. В настоящее время применение целого ряда искусственных препаратов, удобрений и фармакологических препаратов (аспирин, фенацитин, викасол и др.), пищевых добавок, а также продуктов растительного (картофель, черная редька, красная свекла, салат, морковь) и животного происхождения (колбасы, балыки, копченая рыба), содержащих повышенные концентрации нитритов и нитратов, приводят к развитию метгемоглобинемий и анемий у человека [1, 8].

В данное время нагрузка нитритов и нитратов на организм человека значительно увеличилась. В ряде экономически развитых стран обнаруживаются последствия их негативного влияния на здоровье населения, особенно детей. Отмечено, что нитраты поступающие в продукты питания из почвы и воды в организме человека преобразуются в соли азотной кислоты – нитриты, которые являются предшественниками высококанцерогенных веществ: нитрозаминов (нитрозоэтиламин и нитродиметиламин) [1]. Избыток нитратов оказывает влияние на работоспособность, поведение, вызывает головокружение и даже может стать причиной потери сознания. Кроме токсического эффекта, нитриты вызывают инактивацию гемоглобина, а это приводит к нарушению доставки кислорода к тканям организма. В литературе имеются данные о влиянии малых и средних доз нитрита натрия [2, 3, 6]. Однако практически отсутствуют исследования, посвященные изучению воздействия больших доз нитрита натрия на кислородтранспортные показатели крови.

Поэтому целью нашей работы было изучить острое введение нитрита натрия в дозах 7 мг и 9 мг на 100 г массы тела животного.

Материалы и методы исследования. Для решения поставленных задач нами были проведены исследования на 50 белых крысах-самцах линии Вистар, массой 160-220 г. В качестве экспериментальной модели была выбрана метгемоглобинемия, вызванная подкожным введением водного раствора метгемоглобинообразователя – нитрита натрия – в дозе 7 мг и 9 мг на 100 г массы тела животного. Все показатели определяли до введения нитрита натрия (исходное состояние) и через 30 мин эксперимента. Общее содержание гемоглобина (C_Hb) и содержание метгемоглобина (MetHb) в крови определяли цианидным методом в модификации Кушаковского [4]. Измерения проводила на спектрофотометре СФ-4 или «Specol» (Германия). Также определяли содержание «активного» гемоглобина (C_Hb_«а») и кислородную емкость крови (КЕК). Напряжение кислорода в артериальной крови () определяли полярографическим методом на газоанализаторе «Corning» Венгрия, Великобритания. Насыщение артериальной крови () кислородом устанавливали из величины по кривой диссоциации оксигемоглобина для крови белых крыс. На основании полученных данных рассчитывали содержание кислорода в артериальной крови (). Кислотно-основное состояние артериальной и смешанной венозной крови ( и ) определяли по методу Astrup P. et. al. 1960 [7] на аппарате «Radelkis». Для анализа требовалось около 0,1 мл крови.

Результаты исследований. После введения нитрита натрия в дозах 7 мг и 9 мг на 100 г массы тела животного нами получены следующие результаты. На 30 мин эксперимента концентрация метгемоглобина в крови у крыс, при воздействии нитрита натрия в дозе 7 мг на 100 г массы тела животного, возрастала в 13,3 раза (р<0,001), а при воздействии NaNO₂ в дозе и 9 мг на 100 г массы тела животного его величина на 18% больше, чем при воздействии 7 мг/100 г, и превышала исходный уровень в 15,7 раза (р<0,001) (табл. 1).

Таблица 1

Изменение некоторых показателей крови у крыс при остром введении нитрита натрия в дозах 7 мг и 9 мг на 100 г массы тела животного

*Показатели*	*интактные*	*30 мин*
*Показатели*	*интактные*	7 мг/100 г	9 мг/100 г
С_MetHb г%	0,29±0,03	3,86*±0,18	4,54*±0,29
С_MetHb %	2,10±0,25	40,29*±0,42	42,87*±2,47
С_Hb г%	13,80±0,38	10,35*±0,42	10,59*±0,27
С_Hb_"акт_", г %	13,50±0,38	6,49*±0,26	6,05*±0,31
КЕК, об %	18,10±0,38	8,70*±0,35	8,11*±0,41
мм рт. ст	96,80±2,13	74,10*±2,09	67,50*±3,73
гПа	128,70±2,83	98,50±2,78	89,78*±4,95
%	92,0±1,15	85,20*±0,01	84,20±0,25
об%	16,94±0,32	7,61*±0,25	7,03*±0,26
отн. ед.	7,40±0,01	7,26*±0,01	7,21*±0,004
отн. ед.	7,36±0,007	7,24*±0,004	7,19*±0,004

* - достоверность

Такое резкое образование метгемоглобина в крови свидетельствует о развитии острой нитритной метгемоглобинемии тяжелой степени тяжести [6]. Анализируя изменения концентрации общего гемоглобина в крови у крыс следует отметить существенные его колебания. Так при введении метгемоглобинообразователя – нитрита натрия – в дозе 7 мг на 100 г массы тела животного через 30 мин в крови у крыс отмечалось снижение общего гемоглобина на 25% по сравнению с исходным уровнем (р<0,001) и при большей дозе его концентрация остается на том же уровне (табл. 1). Такое резкое снижение общего гемоглобина в крови можно, по-видимому, объяснить токсическим действием нитрита натрия, который вызывает разрушение мембраны эритроцитов, т.е. гемолиз эритроцитов [2, 3, 5]. Эти изменения метгемоглобина и гемоглобина привели к существенным колебаниям «активного» гемоглобина, который способен присоединять к себе кислород.

При действии нитрита натрия в дозе 7 мг на 100 г массы тела животного у крыс в крови через 30 мин воздействия «активный» гемоглобин падает на 52% по сравнению с исходными данными. При большей дозе его концентрация понижается еще на 7%, по сравнению с данными, полученными при введении 7 мг нитрита натрия на 100 г массы тела животного.

Характеризуя изменения кислородной емкости крови можно отметить аналогичную картину колебаний, как и «активного» гемоглобина. Через 30 мин воздействия NaNO₂ в дозе 7 мг на 100 г массы тела животного в крови у крыс кислородная емкость уменьшается на 52% и её величина составляет 8,70±0,35 об%. При дозе 9 мг NaNO₂ на 100 г массы тела животного кислородная ёмкость крови была ниже исходного уровня на 56% (табл. 1). Следует заметить, что такое снижение кислородной ёмкости крови обусловлено, с одной стороны, резким увеличением концентрации метгемоглобина в крови, а с другой – снижением общего гемоглобина. Данное снижение кислородной ёмкости крови приводит к развитию анемического состояния, т.е. развитию гемической гипоксии тяжелой степени тяжести.

Значительные изменения были отмечены и при анализе напряжения кислорода в артериальной крови. При воздействии метгемоглобино-образователя – нитрита натрия – в дозе 7 мг на 100 г массы тела животного через 30 мин эксперимента напряжение кислорода понижалось на 23% по сравнению с исходным уровнем (р<0,001) (табл. 1), при большей дозе напряжение кислорода в артериальной крови составляло 67,5±3,73 мм рт. ст., что было ниже исходного значения на 40%. Такое падение напряжения кислорода в артериальной крови свидетельствует о развитии выраженной артериальной гипоксемии [6]. Чем больше доза, вводимого метгемоглобинообразователя, тем больше выражена артериальная гипоксемия.

Сопоставляя изменения насыщения кислородом артериальной крови мы наблюдали его понижение на 30 мин, на 8% по сравнению с исходным уровнем после воздействия NaNO₂в дозе 7 мг на 100 г массы тела животного, а при действии NaNO₂ в дозе 9 мг на 100 г массы тела животного отмечалось еще большее снижение (табл. 1). Следует отметить, что в результате действия метгемоглобинообразователя – нитрита натрия – на организм животного происходит уменьшение содержания кислорода в артериальной крови. Так, на таблице 1 видно, что при введении NaNO₂ в дозе 7 мг на 100 г массы тела животного отмечалось снижение содержания кислорода в артериальной крови. На 30 мин эксперимента его величина понижалась на 53%, а при дозе 9 мг на 100 г массы тела животного его величина понижалась на 58% по сравнению с данными, полученными в исходном состоянии (р<0,001).

Кислотно-основное состояние тоже изменялось при остром воздействии нитрита натрия. При воздействии нитрита натрия в дозе 7 мг на 100 г массы тела животного на 30 мин эксперимента рН крови уменьшалось на 0,14 отн. ед. по сравнению с исходной величиной, а при дозе 9 мг/100 г показатель кислотности уменьшался на 0,19 отн. ед. по сравнению с исходными данными. А в смешанной венозной крови при дозе 7 мг/100 г на 30 мин воздействия кислотность (рН) понижалась на 0,12 отн. ед. по сравнению с исходными данными, а при воздействии 9 мг/100 г его величина (рН) снижалась на 0,18 отн. ед. Такие изменения свидетельствуют о развитии декомпенсированного метаболического ацидоза (табл. 1).

Так же следует отметить, что в ходе эксперимента 40% животных погибли после 30 мин воздействия нитрита натрия в дозе 9 мг на 100 г массы тела животного.

Выводы. При введении нитрита натрия в обеих дозах развивается метгемоглобинемия тяжелой степени тяжести, и она более выражена при большей дозе нитрита натрия. Острое введение нитрита натрия в дозах 7 мг и 9 мг на 100 г массы тела животного вызывает развитие гипоксического состояния гемического типа. Введение метгемоглобинообразователя – нитрита натрия – приводит к снижению напряжения кислорода в артериальной крови и вызывает развитие выраженной артериальной гипоксемии. Острое воздействие нитрита натрия в обеих дозах приводит к развитию декомпенсированного метаболического ацидоза.

Таким образом, при остром введении нитрита натрия развивается гемическая гипоксия тяжелой степени тяжести с выраженной артериальной гипоксемией и декомпенсированным метаболическим ацидозом.

Литература

1. Жукова Г. Ф. Нитриты и N-нитрозамины в мясе и мясных продуктах / Г. Ф. Жукова, М. С. Торская, В. И. Родин, С. А. Хотимченко // Вопросы питания. – 1999. – № 4. – С. 32-34.

2. Иванова А. С. Состояние эритроцитарной системы белых крыс при длительной нитритной интоксикации / А. С. Иванова, О. А. Пахров, С. Б. Назаров // Гигиена и санитария. – 2004. – № 1. – С. 58-60.

3. Игбаев Р. К. Экспериментальная коррекция прооксидантно-антиоксидантного равновесия в условиях гипоксии и токсической метгемоглобинемии: Дис… канд. мед. наук: 14.00.16. М., 2006. – 164 с.

4. Кушаковский М. С. Клинические формы повреждения гемоглобина / М. С. Кушаковский – Л.: Медицина, 1968. – 324 с.

5. Новицкий В. В. Механизмы развития гемолитической анемии при экспериментальной метгемоглобинемии / В. В. Новицкий // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. – 2006. – Т. 142. – № 11. – С. 509-513.

6. Сидоряк Н. Г. Особенности массопереноса кислорода и оксигенации крови в организме у крыс при развитии острой метгемоглобинемии средней степени тяжести / Н. Г. Сидоряк // Патологія та патологічна фізіологія. – 2009. – Т. 4. – № 4. – С. 82-86.

7. Astrup P. The acid-base metabolism and new approach / P. Astrup, O. Siggaard-Andersen, K. Jorgensem et. al. // Lancet. – 1960. – V. 1. – №7131. – Р. 1035-1039.

8. Miller S. Balancing the risks regarding the use of nitrites in meat / S. Miller // Food Technol. – 1980. – V. 34. – № 5.