Баланс глутатионзависимых процессов в альвеолярных макрофагах крыс линии Wistar при воздействии твёрдых взвешенных частиц атмосферного воздуха

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Твёрдые взвешенные частицы (ТВЧ) атмосферного воздуха оказывают непосредственное воздействие на органы дыхания человека. Одной из характеристик ТВЧ, определяющих их патогенность, является дисперсность. В ответ на воздействие альвеолярные макрофаги (АМ) вырабатывают активные формы кислорода, что может приводить к развитию окислительного стресса.

Цель – оценить вклад глутатионового звена антиоксидантной системы в защиту АМ от окислительного стресса, индуцированного воздействием ТВЧ атмосферного воздуха районов г. Владивостока с различной техногенной нагрузкой.

Материал и методы. Выделяли АМ бронхоальвеолярного лаважа 17 крыс линии Вистар с последующим проведением нагрузочных тестов модельными взвесями (МВ) в течение 2 сут. МВ идентичны по составу ТВЧ атмосферному воздуху районов г. Владивостока с незначительной (МВ № 1) и высокой (МВ № 2) техногенной нагрузкой. МВ № 1 содержала 22% частиц c диаметром менее 10 мкм. В МВ № 2 частицы с диаметром менее 10 мкм составили 70%. Определяли содержание малонового диальдегида, глутатиона и общую антиоксидантную активность в культуре клеток и культуральной жидкости.

Результаты. Установлено, что увеличение доли высокодисперсных частиц ведёт к усилению пероксидации липидов в АМ и компенсаторному возрастанию антиоксидантной активности. Повышение уровня окисленного глутатиона в культуре клеток свидетельствует об интенсификации процессов детоксикации гидропероксидов АМ. Снижение экзоцитоза восстановленного глутатиона поддерживает внутриклеточные антиоксидантные процессы.

Заключение. При увеличении в атмосферном воздухе доли мелкодисперсных частиц окислительно-восстановительный баланс АМ может смещаться в сторону развития окислительного стресса, способствуя формированию и прогрессированию патологических нарушений.

Об авторах

Т. И. Виткина

Владивостокский филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания» - Научно-исследовательский институт медицинской климатологии и восстановительного лечения

Автор, ответственный за переписку.
Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-1009-9011
Россия

Людмила Сергеевна Барскова

Владивостокский филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания» - Научно-исследовательский институт медицинской климатологии и восстановительного лечения

Email: pretty_people_2016@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7582-343X

Аспирант, младший научный сотрудник лаборатории медицинской экологии и рекреационных ресурсов Владивостокского филиала ДНЦ ФПД – НИИМКВЛ.

e-mail: pretty_people_2016@mail.ru

Россия

Н. Е. Зюмченко

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет»

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-0498-9085
Россия

Н. П. Токмакова

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет»

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-5788-6290
Россия

Т. А. Гвозденко

Владивостокский филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания» - Научно-исследовательский институт медицинской климатологии и восстановительного лечения

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-6413-9840
Россия

К. С. Голохваст

Владивостокский филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания» - Научно-исследовательский институт медицинской климатологии и восстановительного лечения; Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет»

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-4873-2281
Россия

Список литературы

  1. Рахманин Ю.А. Решение Пленума Научного совета Российской Федерации по экологии человека и гигиене окружающей среды. Гигиена и санитария. 2016; 95 (8): 790-2
  2. Ambient (outdoor) air quality and health - World Health Organization. Available at: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/ambient-(outdoor)-air-quality-and-health (accessed 5 February 2019)
  3. Atkinson R.W., Kang S., Anderson H.R., Mills I.C., Walton H.A. Epidemiological time series studies of PM2.5 and daily mortality and hospital admissions: a systematic review and meta-analysis. Thorax. 2014; 69: 660-5.
  4. Веремчук Л.В., Янькова В.И., Виткина Т.И., Барскова Л.С., Голохваст К.С. Формирование загрязнения атмосферного воздуха города Владивостока и его влияние на распространение болезней органов дыхания. Сибирский научный медицинский журнал. 2015; 35 (4): 55-61
  5. Global, regional, and national comparative risk assessment of 79 behavioural, environmental and occupational, and metabolic risks or clusters of risks, 1990-2015: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2015. Lancet. 2016; 388 (10053): 1659-724. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(16)31679-8
  6. Gehring U., Gruzieva O., Agius R.M. et al. Air pollution exposure and lung function in children: the ESCAPE project. Environ Health Perspect. 2013; 121 (11-12): 1357-64.
  7. Gordon S.B., Bruce N.G., Grigg J., Hibberd P.L., Kurmi O.P., Lam K.B. et al. Respiratory risks from household air pollution in low and middle income countries. Lancet Res Med. 2014; 2 (10): 823-60. https://doi.org/10.1016/S2213-2600(14)70168-7
  8. Rodriguez-Villamizar L.A., Magico A., Osornio-Vargas A., Rowe B.H. The effects of outdoor air pollution on the respiratory health of Canadian children: A systematic review of epidemiological studies. Can Respir J. 2015; 22 (5): 282-92.
  9. Veremchuk L.V., Mineeva E.E., Vitkina T.I., Gvozdenko T.A., Golokhvast K.S. Impact of atmospheric microparticles and heavy metals on external respiration function of urbanized territory population. ROMJ. 2017; 6 (4). https://doi.org/10.15275/rusomj.2017.0402 http://www.romj.org/2017-0402
  10. Delfino R.J., Wu J., Tjoa T., Gullesserian S.K., Nickerson B., Gillen D.L. Asthma morbidity and ambient air pollution: effect modification by residential traffic-related air pollution. Epidemiology. 2014; 25: 48-57.
  11. Hamra G.B., Guha N., Cohen A., Laden F., Raaschou-Nielsen O., Samet J.M. et al. Outdoor particulate matter exposure and lung cancer: a systematic review and meta-analysis. Environ Health Perspect. 2014; 122: 906-11. https://doi.org/10.1289/ehp.1408092
  12. Raaschou-Nielsen O., Beelenc R., Wang M. et al. Particulate matter air pollution components and risk for lung cancer. Environ Int. 2016; 87: 66-73. https://doi.org/10.1016/j.envint.2015.11.007
  13. Lee B.J., Kim B., Lee K. Air pollution exposure and cardiovascular disease. Toxicol Res. 2014; 30 (2): 71-5. https://doi.org/10.5487/TR.2014.30.2.071
  14. Kim K.H., Kabir E., Kabir S. A review on the human health impact of airborne particulate matter. Environ Int. 2015; 74: 136-43. https://doi.org/10.1016/j.envint.2014.10.005
  15. Costa L.G., Cole T.B., Coburn J., Chang Y.C., Dao K., Roque P.J. Neurotoxicity of traffic-related air pollution. Neurotoxicology. 2017; 59: 133-9. https://doi.org/10.1016/j.neuro.2015.11.008
  16. Noël A., Xiao R., Perveen Z., Zaman H.M., Rouse R.L., Paulsen D.B. et al. Incomplete lung recovery following sub-acute inhalation of combustion-derived ultrafine particles in mice. Part Fibre Toxicol. 2016; 13: 10. https://doi.org/10.1186/s12989-016-0122-z
  17. Pinault L. et al. Risk estimates of mortality attributed to low concentrations of ambient fine particulate matter in the Canadian community health survey cohort. Environ Health. 2016; 15: 18. https://doi.org/10.1186/s12940-016-0111-6
  18. Golokhvast K.S., Vitkina T.I., Gvozdenko T.A., Kolosov V.P., Yankova V.I., Kondratieva E.V. et al. Impact of atmospheric microparticles on the development of oxidative stress in healthy city/industrial seaport residents. Oxid Med Cell Longev. 2015: 412173. https://doi.org/10.1155/2015/412173
  19. Samoli E., Stafoggia M., Rodopoulou S., Ostro B., Declercq C., Alessandrini E. et al. Associations between fine and coarse particles and mortality in Mediterranean cities: results from the MED-PARTICLES project. Environ Health Perspect. 2013; 121 (8): 932-8. https://doi.org/10.1289/ehp.1206124
  20. Simoni M., Baldacci S., Maio S., Cerrai S., Sarno G., Viegi G. Adverse effects of outdoor pollution in the elderly. J Thorac Dis. 2015; 7 (1): 34-45. https://doi.org/10.3978/j.issn.2072-1439.2014.12.10
  21. Du Y., Xu X., Chu M., Guo Y., Wang J. Air particulate matter and cardiovascular disease: The epidemiological, biomedical and clinical evidence. J Thorac Dis. 2015; 8: 8-19. https://doi.org/10.3978/j.issn.2072-1439.2015.11.37
  22. Барскова Л.С., Виткина Т.И., Янькова В.И. Особенности ответной реакции альвеолярных макрофагов на воздействие микроразмерных твердых взвешенных частиц атмосферного воздуха. Здоровье. Медицинская экология. Наука. 2017; 4 (71): 15-23. https://doi.org/10.5281/zenodo.835303
  23. Jean-Jacques S., Simon D., Ferdinand S., Michael R. Oxidative Potential of Particles in Different Occupational Environments: A Pilot Study. Ann Occup Hyg. 2015; 59 (7): 882-94. https://doi.org/10.1093/annhyg/mev024
  24. Оvrevik J., Refsnes M., Låg M., Holme J.A., Schwarze P.E. Activation of Proinflammatory Responses in Cells of the Airway Mucosa by Particulate Matter: Oxidant- and Non-Oxidant-Mediated Triggering Mechanisms. Biomolecules. 2015; 5 (3): 1399-440. https://doi.org/10.3390/biom5031399
  25. Hamad S.H., Schauer J.J., Antkiewicz D.S., Shafer M.M., Kadhim A.K. ROS production and gene expression in alveolar macrophages exposed to PM2.5 from Baghdad, Iraq: Seasonal trends and impact of chemical composition. Sci Total Environ. 2016; 543: 739-45. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.11.065
  26. Ye Z.-W., Zhang J., Townsend D.M., Tew K.D. Oxidative stress, redox regulation and diseases of cellular differentiation. Biochim Biophys Acta. 2015; 1850 (8): 1607-21. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2014.11.010
  27. Liang C.S., Duan F.K., He K.B., Ma Y.L Review on recent progress in observations, source identifications and countermeasures of PM2.5. Environ Int. 2016; 86: 150-70. https://doi.org/10.1016/j.envint.2015.10.016
  28. Barskova L.S., Vitkina T.I., Gvozdenko T.A., Veremchuk L.V., Golokhvast K.S. Аssessment of air pollution by small-sized suspended particulate matter in urbanized territories with various technogenic load (on the example of Vladivostok, Russia). ROMJ. 2019; (8) 3: e0304. https://doi.org/10.15275/rusomj.2019.0304
  29. Барскова Л.С., Виткина Т.И. Особенности загрязнения воздушной среды г. Владивостока микроразмерными частицами. В кн.: Сборник статей XX Международной научно-практической конференции «Города России: проблемы строительства, инженерного обеспечения, благоустройства и экологии». Пенза; 2018: 10-3
  30. Cachon B.F., Firmin S., Verdin A., Ayi-Fanou L., Billet S., Cazier F., Martin P.J., Aissi F., Courcot D., Sanni A., Shirali P. Proinflammatory effects and oxidative stress within human bronchial epithelial cells exposed to atmospheric particulate matter (PM(2.5) and PM(>2.5)) collected from Cotonou, Benin. Environ Pollut. 2014; 185: 340-51. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2013.10.026
  31. Bodlet A., Maury G., Jamart J., Dahlqvist C. Influence of radiological emphysema on lung function test in idiopathic pulmonary fibrosis. Respir Med. 2013; 107: 1781-8. https://doi.org/10.1016/j.rmed.2013.08.039
  32. Янькова В.И., Виткина Т.И., Зюмченко Н.Е., Барскова Л.С., Голохваст К.С. Влияние модельных взвесей микроразмерных твердых взвешенных частиц атмосферного воздуха на морфофункциональную характеристику и параметры пероксидации липидов альвеолярных макрофагов крыс линии Вистар. Здоровье. Медицинская экология. Наука. 2017; 4 (71): 80-6. https://doi.org/10.528/zenodo.835330
  33. Aztatzi-Aguilar O.G., Valdés-Arzate A., Debray-García Y., Calderón-Aranda E.S., Uribe-Ramirez M., Acosta-Saavedra L. et al. Exposure to ambient particulate matter induces oxidative stress in lung and aorta in a size- and time-dependent manner in rats. Toxicology Research and Application. 2018; 2: 1-15. https://doi.org/10.1177/2397847318794859

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Виткина Т.И., Барскова Л.С., Зюмченко Н.Е., Токмакова Н.П., Гвозденко Т.А., Голохваст К.С., 2024


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 37884 от 02.10.2009.