Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск

Кафедра биофизики и функциональной диагностики

Эта работа опубликована в сборнике статей по материалам 71-й итоговой научной студенческой конференции им. Н.И. Пирогова (г. Томск, 14-16 мая 2012 г.), под ред. В. В. Новицкого, Н.В. Рязанцевой. − Томск: Сибирский государственный медицинский университет, 2012. − 335 с. 

Скачать сборник (MS Word, 1 мб)

Скачать программу конференции 

Актуальность. Люди подвергаются воздействию наноразмерных частиц (НЧ) на всех стадиях эволюции. НЧ образуются не только искусственным путем, но и естественным, например, в реакциях горения - при лесных пожарах, в вулканах. В настоящее время воздействие НЧ резко возросло из-за антропогенных источников. Синтезированные наноматериалы попадают в окружающую среду различными путями - при производстве, хранении, утилизации, в составе солнцезащитных кремов и т.д. На данный момент оценка безопасности влияния НЧ на здоровье человека должна иметь самый высокий приоритет.

Цель. Изучить изменение морфологии легких и сократительных ответов гладких мышц сегментов воздухоносных путей на добавление адреномиметика сальбутамола при продолжительных ингаляциях наноразмерным магнетитом.

Материал и методы. В работе использовались экспериментальные животные - половозрелые морские свинки, самцы. Опытная группа животных подвергалась ингаляциям аэрозоля НЧ Fe3O4 в течение 60 минут, курсом от 12 до 20 дней. Контрольная группа подвергалась ингаляциям дистиллированной водой по аналогичной схеме. После вывода животных из эксперимента из прикорневых фрагментов легких приготавливались гистологические препараты, которые окрашивали гематоксилин - эозином, с докраской по методу Перлса. Затем препараты изучались с помощью световой микроскопии.

Для изучения сократительной активности приготавливали кольцевые сегменты воздухоносных путей (ВП), эндотелий удаляли механически. Методом механографии исследовали сократительную активность гладкомышечных сегментов (ГМС). Эффект тестирующего препарата оценивали в процентах от амплитуды контрольного сокращения на гиперкалиевый раствор Кребса, последнюю принимали за 100%.

Результаты. В результате микроскопии гистологических препаратов легких контрольной группы наблюдалась инфильтрация стромы мононуклеарными клетками и полнокровие микроциркуляторного русла, венозное полнокровие, периваскулярная инфильтрация, а так же спазм бронхов среднего калибра.

При изучении легких животных опытной группы, были выявлены все признаки характерные для животных контрольной группы, а так же: спазм артерий, периартериальная и перибронхиальная инфильтрация, отторжение эпителия бронхов; расширение межальвеолярных перегородок; инфильтрация стромы сегментоядерными клетками. С 14 ингаляций наблюдался выраженный интерстициальный отек. Для большого количества ингаляций (17-20 раз) характерно наличие плазмоцитов в инфильтрате, эритроцитов и макрофагов в просвете альвеол; Перлс - позитивные альвеолярные макрофаги.

В первой серии экспериментов по изучению сократительных реакций было изучено влияние сальбутамола (1 нМ - 100 мкМ) на механическое напряжение ГМС ВП контрольной группы. Сальбутамол вызывал дозозависимое расслабление сегментов, при этом амплитуда расслабления составляла -24,58 (-36,72 - -17,45)% (n=10) от контрольного гиперкалиевого сокращения.

Далее было изучено механическое напряжение ГМС при ингаляторном воздействии НЧ магнетита. При этом на аппликацию сальбутамола наблюдали расслабление, амплитуда которого составила -9,984 (-12,273 - -5,130)%, (n=13) . На добавление 100 нМ, 1мкМ, 10 мкМ, 100 мкМ сальбутамола амплитуда расслабления ГМС экспериментальной группы была достоверно меньше (р=0,004, р=0,004, р=0,006 и р=0,004 соответственно), чем в контроле.

Выводы. При ингаляторном воздействии НЧ Fe3O4в легких морских свинок наблюдается картина неспецифического воспаления. С увеличением количества ингаляций введенного магнетита морфологические признаки воспаления в легких и бронхах усиливаются. Так же продолжительное ингаляторное воздействие НЧ Fe3O4 приводит к снижению дилятационной активности гладкомышечных клеток ВП. Это может объясняться тем, что при ингаляциях наноразмерного магнетита происходит снижение чувствительности бета2-адренорецепторов, либо их количество уменьшается, в результате развития неспецифического хронического воспаления.