Анотація до роботи:

Жмінько П.Г. Роль імунної системи і неспецифічної реактивності організму в патогенезі отруєнь фосфорорганічними пестицидами і синтетичними регуляторами росту рослин. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук за спеціальністю 14.03.06 – токсикологія. – Інститут фармакології і токсикології АМН України, Київ, 2005.

Дисертація присвячена експериментально-теоретичному обгрунтуванню ролі імунної системи і неспецифічних факторів захисту організму в токсичній дії фосфорорганічних пестицидів (ФОП) і синтетичних регуляторів росту рослин (РРР), патогенезі віддаленої нейротоксичної дії (ВНД) фосфорорганічних речовин, підходів щодо профілактики віддалених нейропатій і регламентуванні пестицидів в об’єктах навколишнього середовища за імунологічними критеріями шкідливої дії.

Встановлено, що ФОП і РРР в залежності від дози і часу дії чинять різнонаправлену дію на активність ферментів монооксигеназної системи (МОГС) і вміст цитохрому Р-450 в печінці щурів. За умов гострих і хронічних інтоксикацій характерна інгібуюча дія на МОГС, підгострої дії – індукуюча. Показано, що в токсикогенній стадії реакція імунної системи на стресорний вплив ФОП і РРР полягає в утворенні великодисперсних циркулюючих імунних комплексів, метаболічній активації нейтрофілів і елімінації імунних комплексів клітинами макрофагальної системи. В період активного антитілогенезу у щурів знижується імунна відповідь на вплив ФОП, що призводить до збільшення їх токсичності, антихолінестеразної і кумулятивної дії. За умов хронічної дії ФОП – циклофос і РРР – симарп викликають імунодефіцит за Т-типом, гальмують імунну відповідь на додатковий антигенний стимул (еритроцити барана).

Встановлено, що патогенез ВНД афоса і триортокрезилфосфата обумовлений порушенням аутоімунних реакцій організму (зниження кількості Т- і В-лімфоцитів, NK-клітин, Т-супресорів, збільшення кількості Тхелперів, функціональної активності В-лімфоцитів, рівня дрібнодисперсних імунних комплексів, титрів аутоантитіл до антигену із нервових тканин). Виявлена пряма залежність між ступенем аутоімунних порушень і вираженістю клінічних ознак ВНД. Показано, що імунодепресант циклофосфан і гемокарбоперфузія гальмують розвиток ВНД, а саме зменшують виразність клінічних ознак інтоксикацій і попереджають розвиток парезів і паралічів.

Поглиблено уявлення щодо ролі нековалентного зв’язування ФОП з білками сироватки крові, сорбції на мембранах ФОП і РРР в їх токсичності. Обґрунтовані підходи щодо регламентації хімічних речовин в об’єктах навколишнього середовища за імунологічними критеріями шкідливої дії.

У роботі наведено експериментально-теоретичне узагальнення і нове вирішення нагальної проблеми токсикології щодо ролі імунної системи і неспецифічних факторів захисту організму в токсичній дії фосфорорганічних пестицидів і синтетичних регуляторів росту рослин. З’ясовано характер імунних порушень і їх місце в патогенезі віддаленої нейротоксичної дії фосфорорганічних сполук, обґрунтовано підходи щодо профілактики віддалених нейропатій і регламентування пестицидів в об’єктах навколишнього середовища за імунологічними критеріями шкідливої дії.

1. За умов гострої пероральної дії (1/2 ЛД₅₀, одноразово) фосфорорганічні пестициди і синтетичні регулятори росту рослин у токсикогенній стадії інгібують активність монооксигеназної системи печінки щурів, що проявляється зниженням N-деметилазної активності на 36-84%, п-гідроксилазної активності на 30-67%, вмісту цитохрому Р-450 – на 30-66% (р<0,05). В подальшому спостерігається відновлення цих ферментативних активностей або їх індукція.

2. Фосфорорганічні пестициди (циклофос, його тіоновий ізомер, етафос, ЄШ-7) і регулятор росту рослин ресин, введені перорально в дозі 1/5 ЛД₅₀, трьохразово, в токсикогенній стадії викликають індукцію N-деметилазної і п-гідроксилазної активностей на 21-80%, збільшення вмісту цитохрому Р-450 – на 17-48% і вільних радикалів – на 10-51% (р<0,05). Індукція ферментів МОГС призводить до активації метаболізму зазначених ФОП, про що свідчить збільшення їх антихолінестеразної дії. За умов хронічної дії циклофос в дозі 6,3 мг/кг, симарп – 23 мг/кг, упродовж 6 місяців та івін – 130 мг/кг, упродовж 2 місяців, чинять нестійкий інгібуючий ефект на інтенсивність процесів деметилювання в печінці щурів, відповідно на 29%, 38% і 76% (р<0,05).

3. Реакція організму щурів на вплив фосфорорганічних речовин і регуляторів росту рослин (за умов гострої і підгострої дії) характеризується збільшенням вмісту великодисперсних циркулюючих імунних комплексів на 56-260%, функціональної активності нейтрофілів на 55-156% та лімфоцитів на 50-225%. Активація клітин макрофагальної системи сприяє елімінації імунних комплексів. Між показниками імунної і монооксигеназної систем реципрокний функціональний зв’язок більш чітко проявляється в токсикогенній стадії.

4. Характерним для хронічної дії циклофоса і симарпа є імунодепресивний ефект за Т-типом, на що вказує зниження функціональної активності Т-лімфоцитів на 33-27% (р<0,05), маси тимуса – на 11-16% (р<0,05), а також наявність морфологічних порушень в імунокомпетентних органах (дистрофія, мікронекрози, зменшення кількості лімфоцитів у корі тимуса). Зміни функціональної активності В-лімфоцитів та нейтрофілів носять фазовий характер. Імунізація еритроцитами барана щурів, яким упродовж 6 місяців вводили циклофос і симарп (1/100 ЛД₅₀), призводить до зниження реактивності імунної системи, зокрема, функціональної активності нейтрофілів на 43 і 37% (р<0,05), титру гетерофільних гемагглютининів – на 24% і 37% (р<0,05) і рівня циркулюючих імунних комплексів – на 44% і 19% (р<0,05) відповідно.

5. Ступінь зв’язування фосфорорганічних пестицидів з альбуміном у 3-6 разів більший, ніж з IgМ сироватки крові людини. Найбільша спорідненість їх до білків сироватки крові різних видів ссавців характерна для етафоса (68-87%), а найменша – для тіонового ізомеру циклофоса (до 7%). Взаємодія ФОП і синтетичних РРР з штучними фосфоліпідними мембранами залежить від їх ліпофільності. За умов гострої дії ФОП змінюється в’язкість і структура мембран: підвищення гемолізу еритроцитів (на 42-160%) і набрякання мітохондрій печінки щурів (р<0,05), що призводить до інгібування активності мембранозв’язаних ферментів: Nа⁺,К⁺-АТФази еритроцитів (51-90%), сукцинатдегідрогенази і цитохромоксидази мітохондрій гепатоцитів (до 60%).

6. У імунізованих щурів в період активного антитілогенезу за гострої дії ФОП гальмується утворення великодисперсних імунних комплексів, збільшується гостра токсичність (в 1,4 рази), антихолінестеразний ефект (до 20%, р<0,05), що пов’язано зі зниженням імунної відповіді на додатковий антигенний стимул.

7. Сенсибілізація курок фосфорорганічними сполуками нейротоксичної дії – афосом і триортокрезилфосфатом, призводить до порушень аутоімунних реакцій організму. При введенні їх з повним ад’ювантом Фрейнда аутоімунний процес поглиблюється: збільшуються рівень дрібнодисперсних ЦІК (Кд/в=1,6), ступінь дегрануляції тучних клітин на 230-547%, титри аутоантитіл до аутоантигенів із нервових тканин на 298-522%, з’являються клінічні ознаки ВНД.

8. Характерним у дії нейротоксикантів на організм курок є розвиток лейкопенії і лімфоцитопенії, нейтрофільозу, збільшення в крові кількості плазматичних клітин і макрофагів. Виразність клінічних проявів ВНД корелює із змінами імунної реактивності: лімфоцитопенією, зниженням кількості Т- і В-клітин на 30% (р<0,05), Тс – на 50%, NK-клітин – на 90% і окислювального метаболізму в нейтрофілах – на 55% (р<0,05), збільшенням рівня дрібнодисперсних імунних комплексів (Кд/в=1,6), титру аутоантитіл (до 1:126) та кількості антитілоутворюючих клітин в периферичній крові до антигену із нервових тканин – до 219% (р<0,05), що свідчить про аутоімунні порушення в організмі.

9. ТОКФ і афос, введені перорально щурам (1/2 ЛД₅₀), не викликають клінічних ознак ВНД. Їх вплив на імунну систему щурів, у порівнянні з курками, має протилежну направленість і характеризується збільшенням рівня великодисперсних ЦІК та окислювального метаболізму в нейтрофілах на 59%, кількості NK-клітин – на 62%, зниженням кількості Тх на 19% (р<0,05), що обумовлює видову специфічність і підтверджує роль імунної системи в патогенезі ВНД.

10. Імунодепресант циклофосфан (20 мг/кг чотирьохразово до введення і трьохразово після введення нейротоксикантів) віддаляє появу клінічних ознак ВНД у курок за дії афоса на 19 діб, а ТОКФ – на 14 діб, зменшує виразність клінічної картини інтоксикацій, запобігає розвитку паралічів. Застосування гемокарбоперфузії у курок, отруєних афосом в дозі 200 мг/кг, попереджає розвиток паралічів, зменшує кількість парезів на 75%, що обумовлене елімінацією ЦІК та нормалізацією функцій імунокомпетентних клітин.

Публікації автора:

1. Каган Ю.С., Кокшарева Н.В., Жминько П.Г. Блокаторы холинэстеразы // Общая токсикология / Под ред. проф. Б.А. Курляндского, проф. В.А. Филова. - М.: Медицина. - 2002. - С. 176-236. (Дисертантом узагальнені власні та літературні дані щодо біологічних властивостей фосфорорганічних речовин, написання розділу книги).

2. Каган Ю.С., Ершова Е.А., Леоненко О.Б., Клисенко М.А., Жминько П.Г., Зейналова Т.А. Роль монооксигеназной системы в метаболизме и механизме действия некоторых пестицидов // Вестник АМН СССР. - 1988. - №1. - С. 70-76. (Здобувачем виконані експериментальні дослідження щодо впливу циклофоса на МОГС щурів, аналіз отриманих результатів, підготовка статті до друку).

3. Ершова Е.А., Жминько П.Г., Каган Ю.С., Барабанов В.И., Талан В.А., Макушенко В.М., Гареев Р.Д., Иванов Н.И. Синтез и физиологическая активность нового отечественного инсектоакарицида циклофоса // Физиол. актив. вещества. - 1988. - Вып. 20. - С. 79-82. (Здобувачем виконані експериментальні дослідження щодо антихолінестеразної активності циклофоса та його впливу на МОГС печінки щурів, статистичний аналіз та узагальнення даних, підготовлена стаття до друку).

4. Ершова Е.А., Жминько П.Г. Определение обратимого связывания ксенобиотиков с белками сыворотки крови методом равновесного диализа // Методическое руководство “Биохим., иммунол., биофиз. методы в токсикологическом эксперименте”. - Киев, 1989. - С. 179-184. (Дисертантом розроблені підходи щодо використання методу рівноважного діалізу для водонерозчинних ксенобіотиків, удосконалений метод та підготовлена стаття до друку).

5. Клисенко М.А., Александрова Л.Г., Ершова Е.А., Письменная М.В., Жминько П.Г. Особенности накопления и выведения фосфорорганических соединений у крыс // Известия АН СССР. Серия биол. - 1990. - №2. - С. 227-235. (Дисертантом проведені дослідження токсичності гетерофоса, етафоса, ЄШ-7, підготовлені біосубстрати до газохроматографічного аналізу, проаналізовані і обговорені результати досліджень, підготовлені матеріали до друку).

6. Жминько П.Г., Войцицкий В.М., Каган Ю.С., Дубовенко Е.А. Влияние некоторых фосфорорганических пестицидов на характеристики 2-фазной водно-липидной системы // Физиол. актив. вещества. - 1992. - Вып. 24. - С. 19-22. (Дисертантом сплановані експерименти, виконано експериментальні дослідження щодо впливу ксенобіотиків на штучні фосфоліпідні мембрани, проаналізовані отримані дані, підготовлена стаття до друку).

7. Астанакулов Р.С., Жминько П.Г., Шуляк В.Г., Недопитанская Н.Н., Каган Ю.С. Токсикологическая характеристика нового регулятора роста растений симарпа // Физиол. актив. вещества. - 1993. - Вып.25. - С. 101-105. (Дисертант спланував експерименти, керував експериментальними дослідженнями та дослідив вплив симарпу на МОГС і імунну систему щурів, проаналізував отримані дані, підготовив статтю до друку).

8. Жминько П.Г., Ларионов В.Г., Янкевич М.В. К механизму токсического действия ресина – регулятора роста сахарной свеклы // Гигиена и санитария. - 1993. - №6. - С. 47-50. (Дисертантом сплановані та виконані експериментальні дослідження щодо впливу ресину на МОГС і імунну систему щурів, проведена статистична обробка і аналіз даних, підготовлена стаття до друку).

9. Zhminko P.G. Membranotoxycity as a criterion for the assessment of adverse effect and level of pesticide hazard // Health, Safety and Ergonomic Aspects in Use of Chemicals in Agriculture and Forestry. Proceedings of the 12 Joint CIGR, IAAMRH, IUFRO Inter. symp. 8-11 June 1993, Kiev, Ukraine. Institute for occupational Health. - Kiev, 1994. - Р. 234-238.

10. Kagan Yu.S., Leonenko O.B., Zhminko P.G., Avramenko V.G., Lepeshkin I.V. Prognosing of pesticide combined action // Archives of Complex Environmental Studies.- 1996.- Vol. 8. - №3-4.- Р. 57-66. (Дисертантом виконані експериментальні дослідження щодо мембранотоксичної дії пестицидів, проаналізовані отримані дані, брав участь у підготовці статті до друку).

11. Жминько П.Г. Нарушение функции системы иммунитета под воздействием пестицидов и некоторые задачи иммунотоксикологии на современном этапе (обзор) // Современные проблемы токсикологии. - 1998. - №2. - С. 53-58.

12. Ponomarenko S.P., Jutinskaja G.A., Zhminko P.G., Katja Nowick, Wolfgang Nowick. Plant growth regulators – a technology for ecological orientated agriculture production // Scientific Reports Wissenschaftliche Berichte // Journal of the University of Applied Sciences Mittweida Wissenschaftliche Zeitschrift der Hochschule Mittweida (FH). - Saterra’99. - 1999. - №3. - Р. 305-311. (Дисертантом узагальнені дані щодо фізіологічної активності і токсичної дії регуляторів росту рослин (івіна та ін.), обговорені матеріали та підготовлена стаття до друку).

13. Жминько П.Г. Роль иммунной системы в патогенезе отдаленной нейротоксичности некоторых фосфорорганических соединений // Современные проблемы токсикологии. - 1999. - №4. - С. 18-24.

14. Жминько П.Г. Состояние монооксигеназной системы печени и неспецифической резистентности организма при действии некоторых фосфорорганических пестицидов // Современные проблемы токсикологии. - 2001. - №2. - С. 34-40.

15. Жмінько П.Г., Проданчук М.Г., Янкевич М.В. Видові особливості імунної реактивності організму при дії нейропаралітичних фосфорорганічних речовин // Современные проблемы токсикологии. - 2002. - №1. - С. 46-51. (Дисертантом сплановані і виконані експериментальні дослідженні. Узагальнені власні дослідження видових відмінностей щодо впливу нейротоксикантів на імунну систему щурів і курок. Підготовлена стаття до друку).

16. Жмінько П.Г., Лобода Ю.І Токсичність і антихолінестеразна дія деяких фосфорорганічних пестицидів в залежності від їх сорбції на протеїнах сироватки крові // Современные проблемы токсикологии. - 2003. - №1. - С. 18-21. (Дисертантом виконані експериментальні дослідження, узагальнені дані і написана стаття до друку).

17. Жмінько П.Г., Давиденко А.В., Лобода Ю.І., Хижняк С.В. Скринінг пестицидів щодо проникливості через мембрани і накопичення в ліпідах на моделі штучних фосфоліпідних мембран // Вісник біології. - 2003. - Вип. 39. - C. 15-17. (Дисертантом виконані експериментальні дослідження, узагальнені дані і написана стаття до друку).

18. Жмінько П.Г., Лобода Ю.І. Дослідження ефективності циклофосфана в попередженні парезів і паралічів при віддаленій нейротоксичній дії фосфорорганічних речовин // Современные проблемы токсикологии. - 2003. - №2. - С. 72-73. (Дисертантом виконані експериментальні дослідження, узагальнені дані і написана стаття до друку).

19. Жмінько П.Г. Токсична дія фосфорорганічних речовин на фоні активного антитілогенезу при імунізації еритроцитами барана // Буковинський медичний вісник. - 2003. - №2. - С.142-147.

20. Жмінько П.Г. Імунна реактивність організму щурів при хронічній дії циклофосу // Современные проблемы токсикологии.- 2004.- №3.- С. 34-39.

21. Жмінько П.Г., Король В.М., Коляденко В.Г., Проданчук М.Г. Спосіб профілактики ускладнень віддалених нейропатій, викликаних нейропаралітичними фосфорорганічними речовинами // Патент на винахід №38876 А від 15.05.2001 р. (Дисертантом виконані експериментальні дослідження, розроблений спосіб профілактики ускладнень віддалених нейропатій, підготовлені заявка на патент і матеріали до друку).

22. Жминько П.Г. Роль иммунных комплексов в патогенезе нейротоксического действия фосфорорганического пестицида афоса // Пробл. экол. и пути их решения. Мат. науч.-практ. конф., проведенной АН УССР и ВАПВО СВ. Изд. академии. К., 1991. - С. 42-43.

23. Жминько П.Г., Лысенко Е.А., Янкевич М.В., Каган Ю.С. К механизму избирательного действия регулятора роста растений N-оксид-2,6-лутидина // 3 Междун. конф. “Регуляторы роста и развития растений” Тез. докл. 27-28 июня 1995. - М., 1995. - С. 68-69.

24. Zhminko P.G. The role of non-specific defence factors in toxicity of some organophosphorоus compounds // EUROTOX`97 “Pharmacology and Toxicology”. Diversification in toxicology: Man and environment. - Aarhus, Denmark, June 25-28. - 1997. - Р. 106.

25. Жминько П.Г. Некоторые подходы к гигиенической регламентации пестицидов с позиций иммунотоксикологии // Сучасні наукові підходи до реєстрації пестицидів. Матеріали науково-практ. семінарів / Проект ПРООН/АОС США по удосконаленню практики використання пестицидів. - К.: ЗАТ «ДКТ». - 1998. - С. 33-37.

26. Жминько П.Г. Роль иммунной системы в детоксикации некоторых фосфорорганических соединений // 1 съезд токсикологов России. Тез. докл. 17-20 ноября 1998 года. - М., 1998. - С. 240.

27. Жминько П.Г. Особенности токсического действия некоторых фосфорорганических соединений при иммунизации организма // Актуальные проблемы токсикологии / Тез. докл. научн. конф., посвященной 75-летию со дня рождения член-корр. НАН, АМН Украины, проф., д.м.н. Ю.С. Кагана. - К., 1999. - С. 40.

28. Zhminko P.G., Prodanchuk N.G., Korol V.N. Use of hemocarboperfusion for prevention of delayed neurotoxic effects of aphos // Toxicology Letters, Suppl. 1/123, 2001, Р. 55 // Abstracts of EUROTOX 2001, 13-16 September 2001. - Military Museum, Istambul, Turkey.

29. Жминько П.Г., Шуляк В.Г., Недопитанская Н.Н. Влияние симарпа на иммунную систему организма // Тезисы докладов 2-го съезда токсикологов России. - М.: Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ Минздрава России, 2003. - С. 106-107.