Functional status of neutrophils at 2,4-dichlorophenoxyacetic acid amine salt intoxication

Cover Page

Abstract

Aim. To study the influence of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid amine salt subacute intoxication on the functional status of neutrophils. Methods. 2,4-dichlorophenoxyacetic acid amine salt (42 mg/kg) was administered intragastrically during 28 days. The number of leukocytes, neutrophils and lymphocytes in peripheral blood, intensity of oxygen-dependent metabolism (spontaneous and induced tetrazolium test), absorbency, microbicidal activity of neutrophils in conditions of oxygen-dependent microbicidal factors functioning and sodium azide mediated blockade, the level of myeloperoxidase and cation proteins in neutrophils were registered at days 7th and 14th after the toxicant administration discontinuation. Results. Subacute 2,4-dichlorophenoxyacetic acid amine salt intoxication resulted in leucopenia due to neutropenia, accompanied by inhibition of oxygen-dependent neutrophils killing as the result of peroxidase-independent microbicidal mechanisms suppression (reduced synthesis of oxygen active forms). A reduced activity of oxygen-independent killing mechanisms correlating with a decrease of cation proteins levels was also registered. On the 14 day, leucopenia was replaced by leukocytosis due to elevated numbers of neutrophils and lymphocytes in the peripheral blood. At the same time, the activity of both oxidative peroxidase-dependent and oxygen-independent microbicidal mechanisms in neutrophils continued to decrease, accompanied by reduction of mieloperoxidase activity, neutrophil absorbency and cation proteins levels. Conclusion. Subacute intoxication with 2,4-dichlorophenoxyacetic acid amine salt leaded to quantitative and functional disorders in neutrophils that persisted by the 14 day of follow-up, indicating a need for further study of of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid amine salt immunotoxic action to find the possible opportunities for its pharmacological correction.

Full Text

Загрязнение окружающей среды экотоксикан-гранд» [8]. Ежегодное производство гербицидов тами остаётся важной экологической проблемой только этой группы составляет более 2 млн тонн [7]. Около 34 производных 2,4-дихлорфеноксиуксус-[4, 10, 13]. В 2011 г. этот список пополнился гербиной кислоты (2,4-Д) разрешены к применению на цидами «Диамакс», «Микодин», «Дикопур Топ», территории РФ в качестве гербицида, в том числе «Метис», «Анкор-85» и др. [9]. Столь широкое приме8 из них - содержащие её аминную соль (2,4-ДА): нение производных 2,4-Д обусловлено их эффектив«Луварам», «Октиген», «Дикопур Ф», «Дикамин-Д», ностью и невысокой стоимостью [6, 7, 12]. При этом «Аминопелик», «Диален супер», «Дуплет», «Трезор гербицид 2,4-ДА токсичен как на этапе производ ства, так и при применении. Проникая в организм Адрес для переписки: lya-mufazalova@ya.ru человека через неповреждённые кожные покровы, дыхательные пути, пищеварительный тракт, он оказывает плейотропное повреждающее действие [4, 5, 7, 8, 12-14]. Несмотря на многолетнее изучение негативного воздействия 2,4-ДА на организм человека, остаётся открытым вопрос повреждения базовой составляющей первой линии защиты организма - нейтрофилов [1, 3, 5]. В связи с этим целью исследований было изучение повреждающего действия 2,4-ДА на функциональное состояние нейтрофилов. Протоколы экспериментов и условия содержания животных были составлены в соответствии с «Международными рекомендациями по проведению медико-биологических исследований с использованием животных» (1985) и приказа МЗ РФ №267 от 19.06.2003 «Об утверждении правил лабораторной практики». Эксперименты выполнены на 30 белых неинбредных половозрелых крысах с массой тела 200- 220 г. Животные были разделены на две группы (по 15 животных в группе): контроль и 2,4-ДА. Гербицид 2,4-ДА вводили внутрижелудочно в течение 28 дней в дозе 42 мг/кг, что соответствует суммарной полулетальной дозе 1200 мг/кг [8]. Определяли количество лейкоцитов, нейтрофилов и лимфоцитов в периферической крови, интенсивность кислородозависимого метаболизма (спонтанный и индуцированный тест восстановления нитросинего тетразолия), поглотительную и антимикробную активность полиморфноядерных лейкоцитов (ПМЯЛ) в условиях функционирования и блокады (азидом натрия) кислородозависимых факторов микробицидности в отношении грибов Candida albicans, индекс инактивации (ИИ), активность миелопероксидазы и содержание катионных белков [3, 11]. Активность миелопероксидазы и количество катионных белков оценивали по интенсивности окраски, пользуясь 5-балльной шкалой по методу L.S. Kaplow, вычисляли процент активных клеток в мазке и средний цитохимический коэффициент (СЦК): СЦК = (1а + 2в + 3с + 4d) / 100, где 1-4 - интенсивность окраски, а, в, с, d - количество ПМЯЛ с соответствующей интенсивностью окраски [11]. Результаты регистрировали на 7-е и 14-е сутки от окончания введения токсиканта. Статистическую обработку проводили с использованием методов вариационной статистики [2], пакета программ Statistica 8.0. Нормальность распределения данных проверяли с помощью критерия Шапиро-Уилка. При нормальности распределения признака оценку значимости различий проводили с использованием t-критерия Стьюдента, в противном случае вычисляли медиану и межквартильный интервал. Дисперсионный анализ проводили с использованием Н-критерия Краскела-Уоллиса, для множественных сравнений использован Q-критерий Дана. Критический уровень значимости р для статистических критериев принимали равным 0,05. Данные представлены в процентах по отношению к контролю. На 7-е сутки от окончания введения 2,4-ДА в периферической крови зарегистрирована лейкопения (77,63%, p=0,0298), обусловленная преимущественно уменьшением числа нейтрофилов (до 57,10%, p=0,0001). Это сопровождалось угнетением оксидантного цитолиза ПМЯЛ (ИИ составил 84,09%, p=0,0033) в результате подавления пероксидазонезависимых факторов микробицидности (рис. 1), о чём свидетельствовало снижение образования активных форм кислорода в ПМЯЛ (индуцированный тест восстановления нитросинего тетразолия) до 70,59% (p=0,0303). 84,09* 83,01* 74,43* 68,18* - без азида Na - с азидом Na Рис. 1. Влияние гербицида, содержащего аминную соль 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты, на индекс инактивации полиморфноядерных лейкоцитов (7-е и 14-е сутки наблюдения); *статистическая значимость отличий от контроля (р <0,05). А Рис. 2. Влияние гербицида, содержащего аминную соль 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты, на количество миелопероксидазы и катионных белков в полиморфноядерных лейкоцитах с помощью оценки процента активных клеток в мазке (ПА) и среднего цитохимического коэффициента (СЦК); А - 7-е сутки наблюдения, Б - 14-е сутки наблюдения; МП - миелопероксидаза; КБ - катионные белки. При цитохимическом исследовании не зарегистрировано изменения активности миелопероксидазы в ПМЯЛ (рис. 2а). Подавление неоксидантных механизмов фунгицидности нейтрофилов коррелировало с уменьшением уровня катионных белков в ПМЯЛ (см. рис. 1, 2а). К 14-м суткам лейкопения сменилась лейкоцитозом (до 123,07%, p=0,0119) за счёт равномерного увеличения числа нейтрофилов и лимфоцитов. Это сопровождалось, однако, дальнейшим падением их функциональной активности. Так, происходило снижение фунгицидности в условиях как функционирования, так и блокады кислородозависимых механизмов цитолиза (см. рис. 1), что цитохимически подтверждалось снижением активности миелопероксидазы и уровня катионных белков в ПМЯЛ (рис. 2б). Это сочеталось со снижением поглотительной способности нейтрофильных гранулоцитов. ВЫВОДЫ Полученные данные свидетельствуют о том, что подострая интоксикация гербицидом, содержащим аминную соль 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты, приводит к глубоким нарушениям функционирования нейтрофилов, которым принадлежит ведущая роль в механизмах неспецифической резистентности: снижается активность пероксидазозависимых и пероксидазонезависимых оксидантных факторов микробицидности, кислородонезависимых механизмов цитолиза, поглотительная способность клеток. Указанные нарушения не устранялись к 14-м суткам наблюдения, что свидетельствует о необходимости дальнейшего изучения иммуноповреждающего действия данного гербицида с целью изыскания возможных путей фармакологической коррекции.
×

About the authors

Z A Akhmetchenko

Bashkir State University, Ufa, Russia

N A Mufazalova

Bashkir State Medical University, Ufa, Russia

L F Mufazalova

Bashkir State Medical University, Ufa, Russia

Email: lya-mufazalova@ya.ru

A D Remezova

Bashkir State Medical University, Ufa, Russia

A Ya Mukhametzyanova

Bashkir State Medical University, Ufa, Russia

References

  1. Волчегорский И.А., Долгушин И.И., Колесников О.Л. и др. Экспериментальное моделирование и лабораторная оценка адаптивных реакций организма. - Челябинск: Изд-во Челябинского государственного педагогического ун-та, 2000. - 167 с.
  2. Гареев Е.М. Основы математико-статистической обработки медико-биологической информации. - Уфа: Башгосмедуниверситет Роздрава, 2009. - 346 с.
  3. Долгушин И.И., Андреева Ю.С., Савочкина А.Ю. Нейтрофильные ловушки и методы оценки функционального статуса нейтрофилов. - М.: Изд-во РАМН, 2009. - 208 с.
  4. Забродский П.Ф., Мандыч В.Г. Иммунотоксикология ксенобиотиков. - Саратов: Изд-во СВИБХБ, 2007. - 420 с.
  5. Камилов Ф.Х. Патохимия токсического действия хлорорганических и ароматических соединений // Мед. вестн. Башкортостана. - 2007. - Т. 2, №6. - С. 76-80.
  6. Комарова Н.В., Карцова А.А. Пестициды группы хлорфеноксикарбоновых кислот. Анализ в водных объектах методом капиллярного электрофореза // Аналит. хим. - 2004. - http://www.novedu.ru/2000/pitvod.htm#pes (дата обращения: 01.08.13).
  7. Лебедева Н., Жамсаранова Д. Использование пептидных биорегуляторов при отравлении гербицидом 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты // Гигиена и санитария. - 2004. - №4. - С. 68-70.
  8. Мартыненко В.И., Прамоненков В.К., Кукаленко С.С. и др. Пестициды (справочник). - М.: Агропромиздат, 1992. - С. 209-212.
  9. Справочник пестицидов и агрохимикатов, разрешённых к применению на территории Российской Федерации в 2012 году // Защита и карантин растений: прил. к ж. - 2012. - №6. - 850 с.
  10. Хизбуллин Ф.Ф. Диоксины в жизненном цикле хлорорганических химических продуктов. - Уфа: Реактив, 2005. - 180 с.
  11. Ягода А.В., Локтев Н.А. Клиническая цитохимия. - Ставрополь: СтГМА, 2005. - 485 с.
  12. Troudi A., Soudani N., Mahjoubi S.A. et al. 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid effects on nephrotoxicity in rats during late pregnancy and early postnatal periods // Ecotoxicol. Environ. Saf. - 2011. - Vol. 74,N 8. - P. 2316-2323.
  13. Schreinemachers D.M. Perturbation of lipids and glucose metabolism associated with previous 2,4-D exposure: a crosssectional study of NHANES III data, 1988-1994 // Environm. Health. - 2010. - Vol. 9. - P. 11.
  14. Soloneski S., González N.V., Reigosa M.A. et al. Herbicide 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D)-induced cytogenetic damage in human lymphocytes in vitro in presence of erythrocytes // Cell Biol. Int. - 2007. - Vol. 31. - P. 1316-1322.

Statistics

Views

Abstract: 415

PDF (Russian): 271

Dimensions

Article Metrics

Metrics Loading ...

PlumX


© 2013 Akhmetchenko Z.A., Mufazalova N.A., Mufazalova L.F., Remezova A.D., Mukhametzyanova A.Y.

Creative Commons License

This work is licensed
under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.





This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies