mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-HAM-3474mimmun-3474Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯSHORT COMMUNICATIONSГематологические и митохондриально-ассоциированные изменения в тимусе и селезенке у крыс при хронической экспозиции органической пылиHematological and mitochondrial-related alterations in the thymus and spleen of rats subjected to prolonged exposure to organic dusthttps://orcid.org/0000-0002-6233-5944СкупневскийС. В.SkupnevskiiS. V.

Доктор биологических наук, заведующий лабораторией системного экологического анализа ФГБОУ ВО «Северо-Осетинский государственный университет им. К.Л. Хетагурова»

Doctor of Sciences, Head of the Laboratory of Systemic Environmental Analysis, North Ossetian State University

dreammas@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4717-1734СавельевР. В.SavelevR. V.

Лаборант лаборатории системного экологического анализа ФГБОУ ВО «Северо-Осетинский государственный университет им. К.Л. Хетагурова»

Laboratory assistant at the Laboratory of Systemic Environmental Analysis, North Ossetian State University

23rodion18@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-9424-0467РуруаФ. К.RururaF. K.

Научный сотрудник лаборатории Системного экологического анализа ФГБОУ ВО "СОГУ"

Researcher of the Laboratory of Systemic Environmental Analysis, North Ossetian State University

rurua_fatima@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0778-5117ДзампаеваЖ. В.DzampaevaZh. V.

Кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории Системного экологического анализа ФГБОУ ВО "СОГУ"

PhD, Senior Research Fellow of the Laboratory of Systemic Environmental Analysis, North Ossetian State University

dzhanaeva_1991@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0006-8502-5339ЧеховаА. М.ChekhovaA. M.

Лаборант лаборатории Системного экологического анализа ФГБОУ ВО "СОГУ"

Laboratory assistant at the Laboratory of Systemic Environmental Analysis, North Ossetian State University

chekhova.aline.ru@gmail.comФГБОУ ВО «Северо-Осетинский государственный университет имени К.Л. Хетагурова», г. Владикавказ, Республика Северная Осетия – Алания, РоссияРоссияNorth Ossetian State University, Vladikavkaz, Russian FederationRussian Federation20191908202600Online First3474Copyright © Скупневский С.В., Савельев Р.В., Руруа Ф.К., Дзампаева Ж.В., Чехова А.М., 20192019Скупневский С.В., Савельев Р.В., Руруа Ф.К., Дзампаева Ж.В., Чехова А.М.Skupnevskii S.V., Savelev R.V., Rurura F.K., Dzampaeva Z.V., Chekhova A.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/3474

Наличие сенсибилизирующих, аллергенных свойств и раздражающего действия у мелкодисперсной органической пыли обусловливает актуальность изучения ответных иммунных реакций организма на экспозицию. Цель: изучить в динамике воздействие органической пыли на активность митохондрий клеток тимуса и селезенки, а также гематологические показатели у крыс. Материалы и методы. Эксперимент проведен на самцах белых крыс линии Wistar, которых подвергали воздействию органической пыли с размером частиц 1-10 мкм (замеры пылемером HTI-HZ-516-Y107435RS, Китай) и среднесуточной концентрации 15±4 мг/м3 с 1 по 60 дни. Затем животные содержались еще 30 дней в беспылевых условиях. В динамике изучали гематологические показатели (с помощью автоматического гематологического анализатора Abacus 5 Vet, Австрия), активность митохондрий тимуса и селезенки (окрашенных родамином 6 G и измеренных на системе визуализации «Evos M7000» Thermo Fisher Scientific, США в режиме RFP) и массовые коэффициенты этих же органов. Ткани легких подвергали гистологическому анализу, окрашивая срезы гематоксилином и эозином. Статистический анализ включал сравнение гипотез по U-критерию Манна-Уитни и расчет коэффициентов корреляции по Пирсону. Результаты. К 60-му дню у крыс диагностирован воспалительный фиброз легких; последующее 30-дневное содержание на беспылевом подстиле не привело к улучшению гистоархитектоники ткани, в которой выявляются участки диффузной и очаговой лейкоцитарной инфильтрации. На фоне развивающегося лейкоцитоза (с 12,30×109/л в 0-й день эксперимента до 16,64×109/л, p=0,016 – в 90-й день) и изменений в лейкоцитарной формуле (увеличение лимфоцитарного индекса по Б.Ф. Шагану с 1,70 до 2,19-2,68) установлен дисбаланс в энергообмене митохондрий тимуса и селезенки: снижение на 15,18 % (p=0,016) в тимоцитах и 5,69 % (p>0,05) в спленоцитах к 30-м суткам с последующим восстановлением до исходных значений в тимусе и 13,50 % (p>0,05) превышением в селезенке к окончанию эксперимента. Заключение. Воспалительный процесс, обусловленный хронической экспозицией органической пыли, проходит последовательные стадии снижения и увеличения энергообмена в тимусе и селезенке, что обосновывает целесообразность коррекции митохондриальной дисфункции в составе комплексной противовоспалительной терапии пылевых заболеваний. 30-дневная реабилитация животных в беспылевых условиях приводит к нормализации энергообмена в тимусе на фоне сохраняющейся повышенной активности митохондрий в селезенке.

The sensitizing, allergenic, and irritating properties of fine organic dust underline the relevance of studying the body's immune reactions to exposure. The aim is to investigate the dynamic effects of organic dust on the mitochondrial activity of thymus and spleen cells, and hematological parameters in rats. Materials and methods. The study was conducted on male Wistar rats exposed to organic dust with a particle size of 1-10 μm with average daily concentration of 15±4 mg/m3 from day 1 to day 60. The animals were then kept in a dust-free environment for an additional 30 days. The hematological parameters were studied dynamically using the Abacus 5 Vet automatic hematological analyzer, while the mitochondrial activity of the thymus and spleen (stained with rhodamine 6G and measured using the Evos M7000 imaging system in RFP mode) and the mass coefficients of these organs were assessed. The lung tissues were subjected to histological analysis using hematoxylin and eosin staining. Statistical analysis included the Mann-Whitney U test. Results. By the 60th day, the rats were diagnosed with inflammatory pulmonary fibrosis; subsequent 30-day exposure to a dust-free bedding did not improve the histoarchitectonics of the tissue, which showed areas of diffuse and focal leukocytic infiltration. Against the background of developing leukocytosis (from 12.30×109/L on the 0th day of the experiment to 16.64×109/L, p=0.016 on the 90th day) and changes in the leukocyte formula (an increase in the lymphocyte index according to B.F. Shagan from 1.70 to 2.19-2.68), an imbalance in the energy metabolism of thymus and spleen mitochondria was established: a decrease of 15.18% (p=0.016) in thymocytes and 5.69% (p>0.05) in splenocytes by the 30th day, followed by a recovery to the initial values in the thymus and a 13.50% (p>0.05) increase in the spleen by the end of the experiment. Conclusion. The inflammatory process resulting from prolonged exposure to organic dust involves alternating phases of reduced and increased energy exchange in the thymus and spleen. A 30-day recovery period for animals in environments free of dust results in the normalization of energy exchange in the thymus, while heightened activity in the spleen persists.

бронхитвоспалениегематологические показателимитохондрииорганическая пыльспленоцитытимоцитыфиброгенное действиеPM25PM10.бронхитвоспалениегематологические показателимитохондрииорганическая пыльспленоцитытимоцитыфиброгенное действиеPM25PM10.ReferencesПорядковый номер ссылки Авторы, название публикации и источника, где она опубликована, выходные данные ФИО, название публикации и источника на английском Полный интернет-адрес (URL) цитируемой статьи или ее doi.Liu C., Chen R., Sera F., Vicedo-Cabrera A.M., Guo Y., Tong S., Coelho M.S.Z.S., Saldiva P.H.N., Lavigne E., Matus P., Valdes Ortega N., Osorio Garcia S., Pascal M., Stafoggia M., Scortichini M., Hashizume M., Honda Y., Hurtado-Díaz M., Cruz J., Nunes B., Teixeira J.P., Kim H., Tobias A., Íñiguez C., Forsberg B., Åström C., Ragettli M.S., Guo Y.L., Chen B.Y., Bell M.L., Wright C.Y., Scovronick N., Garland R.M., Milojevic A., Kyselý J., Urban A., Orru H., Indermitte E., Jaakkola J.J.K., Ryti N.R.I., Katsouyanni K., Analitis A., Zanobetti A., Schwartz J., Chen J., Wu T., Cohen A., Gasparrini A., Kan H. Ambient Particulate Air Pollution and Daily Mortality in 652 Cities. N. Engl. J. Med., 2019, Vol. 381, no. 8, pp. 705-715. – doi: 10.1056/NEJMoa1817364.Жестков А.В., Лаврентьева Н.Е., Азовскова Т.А. Исследование воздействия органической пыли на органы дыхания // Известия Самарского научного центра РАН. – 2012. – Т.14, №5-3. – С. 481-484. Zhestkov A.V., Lavrentyeva N.E., Azovska T.A. Study of the impact of organic dust on the respiratory system. Izvestiya Samarskogo nauchnogo centra RAN, 2012, Vol. 14, no.5-3, pp.481-484. (In Russ.) URL: https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-vozdeystviya-organicheskoy-pyli-na-organy-dyhaniyaLoreto C., Caltabiano R., Graziano A.C.E., Castorina S., Lombardo C., Filetti V., Vitale E., Rapisarda G., Cardile V., Ledda C., Rapisarda V. Defense and protection mechanisms in lung exposed to asbestiform fiber: the role of macrophage migration inhibitory factor and heme oxygenase-1. Eur. J. Histochem., 2020, Vol. 64, no. 2, 3073 p. – doi: 10.4081/ejh.2020.3073.Иваненко А.В., Судакова Е.В., Скворцов С.А., Бестужева Е.В. Оценка риска здоровью населения от воздействия атмосферных загрязнений на отдельных территориях города Москвы // Гигиена и санитария. – 2017. – Т. 96, № 3 – С. 206-211. Ivanenko A.V., Sudakova E.V., Skvortsov S.A., Bestuzheva E.V. Assessment of the risk to public health from exposure to atmospheric pollution in certain areas of the city of Moscow. Gigiena i sanitariya, 2017, Vol. 96, no. 3, pp. 206-211. (In Russ.)Paracelsus. Von der Bergsucht und anderen Bergkrankheiten. Springer Spektrum; 2014, 187 p. Anemia of inflammation. Blood, 2019, Vol. 133, no. 1, pp. 40-50. –Doi: 10.1882/0016-9900-2017-96-3-206-211Von Essen S.G., Robbins R.A., Thompson A.B., Ertl R.F., Linder J., Rennard S. Mechanisms of neutrophil recruitment to the lung by grain dust exposure. Am. Rev. Respir. Dis., 1988, Vol. 138, no. 4, pp. 921-927. – 10.1164/ajrccm/138.4.921.Май И.В., Загороднов С.Ю. Мелкодисперсные пыли в атмосферном воздухе городов федерального проекта «Чистый воздух» как фактор риска здоровью и объект управления // Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. – 2024. – Т. 32, № 12. – С. 39-47. May I.V., Zagorodnov S.Yu. Fine dust in the atmospheric air of cities of the federal project "Clean Air" as a health risk factor and a management object. Zdorov'e naseleniya i sreda obitaniya – ZNiSO, 2024, Vol. 32, no. 12, pp. 39-47. (In Russ.) doi: 10.35627/2219-5238/2024-32-12-39-47/Май И.В., Загороднов С.Ю. Мелкодисперсные пыли в атмосферном воздухе городов федерального проекта «Чистый воздух» как фактор риска здоровью и объект управления // Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. – 2024. – Т. 32, № 12. – С. 39-47. May I.V., Zagorodnov S.Yu. Fine dust in the atmospheric air of cities of the federal project "Clean Air" as a health risk factor and a management object. Zdorov'e naseleniya i sreda obitaniya – ZNiSO, 2024, Vol. 32, no. 12, pp. 39-47. (In Russ.) doi: 10.35627/2219-5238/2024-32-12-39-47/Трусов П.В., Цинкер М.Ю., Зайцева Н.В., Нурисламов В.В., Свинцова П.Д., Кучуков А.И. Оценка пространственного распределения зон локализации риска развития бронхолегочной патологии на основе математического моделирования воздушно-пылевых потоков в дыхательных путях и легких человека // Анализ риска здоровью. – 2024. – № 2. – С. 141-152. Trusov P.V., Tsinker M.Yu., Zaitseva N.V., Nurislamov V.V., Svintsova P.D., Kuchukov A.I. Assessment of the spatial distribution of zones of localization of the risk of developing bronchopulmonary pathology based on mathematical modeling of air-dust flows in the human respiratory tract and lungs. Analiz riska zdorov'yu, 2024, no. 2, pp. 141-152. (In Russ.) doi:10.21668/health.risk/2024.2.13Трусов П.В., Цинкер М.Ю., Зайцева Н.В., Нурисламов В.В., Свинцова П.Д., Кучуков А.И. Оценка пространственного распределения зон локализации риска развития бронхолегочной патологии на основе математического моделирования воздушно-пылевых потоков в дыхательных путях и легких человека // Анализ риска здоровью. – 2024. – № 2. – С. 141-152. Trusov P.V., Tsinker M.Yu., Zaitseva N.V., Nurislamov V.V., Svintsova P.D., Kuchukov A.I. Assessment of the spatial distribution of zones of localization of the risk of developing bronchopulmonary pathology based on mathematical modeling of air-dust flows in the human respiratory tract and lungs. Analiz riska zdorov'yu, 2024, no. 2, pp. 141-152. (In Russ.) doi:10.21668/health.risk/2024.2.13Шаган Б.Ф. О так называемом “лимфоцитарном индексе” и его значение в клинической гематологии детского возраста. – Харьков: Научная мысль, 1930. – 9 с. Shagan B.F. On the so-called “lymphocytic index” and its significance in clinical hematology of childhood. Kharkov: Nauchnaya Mysl, 1930, 9 p. (In Russ.)Шаган Б.Ф. О так называемом “лимфоцитарном индексе” и его значение в клинической гематологии детского возраста. – Харьков: Научная мысль, 1930. – 9 с. Shagan B.F. On the so-called “lymphocytic index” and its significance in clinical hematology of childhood. Kharkov: Nauchnaya Mysl, 1930, 9 p. (In Russ.)Liu C., Chen R., Sera F., Vicedo-Cabrera A.M., Guo Y., Tong S., Coelho M.S.Z.S., Saldiva P.H.N., Lavigne E., Matus P., Valdes Ortega N., Osorio Garcia S., Pascal M., Stafoggia M., Scortichini M., Hashizume M., Honda Y., Hurtado-Díaz M., Cruz J., Nunes B., Teixeira J.P., Kim H., Tobias A., Íñiguez C., Forsberg B., Åström C., Ragettli M.S., Guo Y.L., Chen B.Y., Bell M.L., Wright C.Y., Scovronick N., Garland R.M., Milojevic A., Kyselý J., Urban A., Orru H., Indermitte E., Jaakkola J.J.K., Ryti N.R.I., Katsouyanni K., Analitis A., Zanobetti A., Schwartz J., Chen J., Wu T., Cohen A., Gasparrini A., Kan H. Ambient Particulate Air Pollution and Daily Mortality in 652 Cities. N. Engl. J. Med., 2019, Vol. 381, no. 8, pp. 705-715. – doi: 10.1056/NEJMoa1817364.Liu C., Chen R., Sera F., Vicedo-Cabrera A.M., Guo Y., Tong S., Coelho M.S.Z.S., Saldiva P.H.N., Lavigne E., Matus P., Valdes Ortega N., Osorio Garcia S., Pascal M., Stafoggia M., Scortichini M., Hashizume M., Honda Y., Hurtado-Díaz M., Cruz J., Nunes B., Teixeira J.P., Kim H., Tobias A., Íñiguez C., Forsberg B., Åström C., Ragettli M.S., Guo Y.L., Chen B.Y., Bell M.L., Wright C.Y., Scovronick N., Garland R.M., Milojevic A., Kyselý J., Urban A., Orru H., Indermitte E., Jaakkola J.J.K., Ryti N.R.I., Katsouyanni K., Analitis A., Zanobetti A., Schwartz J., Chen J., Wu T., Cohen A., Gasparrini A., Kan H. Ambient Particulate Air Pollution and Daily Mortality in 652 Cities. N. Engl. J. Med., 2019, Vol. 381, no. 8, pp. 705-715. – doi: 10.1056/NEJMoa1817364.Loreto C., Caltabiano R., Graziano A.C.E., Castorina S., Lombardo C., Filetti V., Vitale E., Rapisarda G., Cardile V., Ledda C., Rapisarda V. Defense and protection mechanisms in lung exposed to asbestiform fiber: the role of macrophage migration inhibitory factor and heme oxygenase-1. Eur. J. Histochem., 2020, Vol. 64, no. 2, 3073 p. – doi: 10.4081/ejh.2020.3073.Loreto C., Caltabiano R., Graziano A.C.E., Castorina S., Lombardo C., Filetti V., Vitale E., Rapisarda G., Cardile V., Ledda C., Rapisarda V. Defense and protection mechanisms in lung exposed to asbestiform fiber: the role of macrophage migration inhibitory factor and heme oxygenase-1. Eur. J. Histochem., 2020, Vol. 64, no. 2, 3073 p. – doi: 10.4081/ejh.2020.3073.Paracelsus. Von der Bergsucht und anderen Bergkrankheiten. Springer Spektrum; 2014, 187 p. Anemia of inflammation. Blood, 2019, Vol. 133, no. 1, pp. 40-50. –Paracelsus. Von der Bergsucht und anderen Bergkrankheiten. Springer Spektrum; 2014, 187 p. Anemia of inflammation. Blood, 2019, Vol. 133, no. 1, pp. 40-50. –Von Essen S.G., Robbins R.A., Thompson A.B., Ertl R.F., Linder J., Rennard S. Mechanisms of neutrophil recruitment to the lung by grain dust exposure. Am. Rev. Respir. Dis., 1988, Vol. 138, no. 4, pp. 921-927. – 10.1164/ajrccm/138.4.921.Von Essen S.G., Robbins R.A., Thompson A.B., Ertl R.F., Linder J., Rennard S. Mechanisms of neutrophil recruitment to the lung by grain dust exposure. Am. Rev. Respir. Dis., 1988, Vol. 138, no. 4, pp. 921-927. – 10.1164/ajrccm/138.4.921.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.