Научная статья на тему 'Материалы к токсикологической оценке дициклопентадиена в условиях эксперимента'

Материалы к токсикологической оценке дициклопентадиена в условиях эксперимента Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
278
65
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ДИЦИКЛОПЕНТАДИЕН / ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Игуменьщева В. В., Юшков Г. Г., Дабаев Н. Ж., Гущина А. А., Андропова С. Н.

В статье представлены материалы исследований дициклопентадиена на лабораторных животных в целях выявления особенностей механизма его токсического действия для дальнейшего использования в научном обосновании гигиенических нормативов в объектах окружающей среды. Выявлены основные звенья биохимических повреждений на уровне баланса с проявлениями функциональных сдвигов на гигиенически значимых величинах доз и концентраций.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Игуменьщева В. В., Юшков Г. Г., Дабаев Н. Ж., Гущина А. А., Андропова С. Н.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Materials for the toxicological estimation of dicyclopentadiene in the experiment conditions

In this article the materials of researches of toxic influence of dicyclopentadiene on laboratory animals are presented. The aim is the revealings of features of the mechanism of its toxic action for further use in a scientific substantiation ofhygienic specifications in objects of an environment. The basic parts of biochemical damages are revealed on the level NaK of balance with displays of functional shifts on hygienic significant sizes of dozes and concentration.

Текст научной работы на тему «Материалы к токсикологической оценке дициклопентадиена в условиях эксперимента»

ЛИТЕРАТУРА

1. BabiorB.M. NADPH Oxidase: An Update // Blood. - 1999.

- Vol. 93, № 5. - P. 1464-1476.

2. De Flora A., Guida L., Franco L., Zocchi E. The CD38/cy-clic ADP-ribose system: A topological paradox // Int. J. Bio-chem. Cell. Biol. - 1997. - Vol. 29, № 10. - P.1149-1166.

3. Graeff R.M., Walseth T.F., Fryxell K. et al. Enzymatic synthesis and characterizations of cyclic GDP-ribose: A procedure for distinguishing enzymes with ADP-ribosyl cyclase activity // J. Biol. Chem. - 1994. - Vol. 269, № 48. -P.30260-30267.

4. LeeH.C, GraeffR, Walseth T.F. Cyclic ADP-ribose and its metabolic enzymes // Biochemie. - 1995. - Vol. 77, № 5.

- P.345-355.

5. Ly J.D., Lawen A. Transplasma membrane electron transport: enzymes involved and biological function // Redox Report - 2003. - Vol. 8, № 1. - P3-21.

6. Pfister M., Ogilvie A., Da Silva C.P. et al. NAD degradation

and regulation of CD38 expression by human monocytes/ macrophages // Eur. J. Biochem. — 2001. — Vol. 268. — P.5601-5608.

7. Thakker M., Park J.S., Carey V., Lee. J.C. Staphylococcus aureus Serotype 5 Capsular Polysaccharide Is Antiphagocytic and Enhances Bacterial Virulence in a Murine Bacteremia Model // Infect. Immun. - 1998. - Vol. 66, № 11. -P.5183-5189.

8. Verderio C., Bruzzone S., Zocchi E. et al. Evidence of a role for cyclic ADP-ribose in calcium signalling and neurotrans-mitter release in cultured astrocytes // J. Neurochem. — 2001. - Vol. 78. - P.646-657.

9. ZieglerM. New functions of a long-known molecule: Emerging roles of NAD in cellular signaling // Eur. J. Biochem. -2000. - Vol. 267 № 6. - P.1550-1564.

10. Zocchi E, Usai C., Guida L. et al. Ligand-induced internalization of CD38 results in intracellular Ca2+ mobilization: role of NAD+ transport across cell membranes // FASEB J. - 1999. - Vol. 13. - P.273-283.

© ИГУМЕНЬЩЕВА В.В., ЮШКОВ Г.Г., ДАБАЕВ Н.Ж., ГУЩИНА А.А., АНДРОПОВА С.Н. - 2007

МАТЕРИАЛЫ К ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ ДИЦИКЛОПЕНТАДИЕНА В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТА

В.В. Игуменьщева, Г.Г. Юшков, Н.Ж. Дабаев, А.А. Гущина, С.Н. Андропова (НИИ биофизики Ангарской государственной технической академии, директор — д.б.н. Ю.Н. Катульский)

Резюме. В статье представлены материалы исследований дициклопентадиена на лабораторных животных в целях выявления особенностей механизма его токсического действия для дальнейшего использования в научном обосновании гигиенических нормативов в объектах окружающей среды. Выявлены основные звенья биохимических повреждений на

fiовне баланса с проявлениями функциональных сдвигов на гигиенически значимых величинах доз и концентраций. тчевые слова: дициклопентадиен, токсикологические исследования.

Возможность вредного влияния химических веществ на здоровье человека с каждым днем становится все более очевидным предметом научных и даже политических дискуссий во всем мире, что стимулирует принятие новых законов, инструкций, указаний и рекомендаций, предусматривающих, в том числе, приемы сбора, анализа и оценки токсикологической информации для принятия решений о потенциальной и реальной опасности антропогенных загрязнений окружающей среды.

Попытка дополнить сегодняшние тенденции является актуальной и соответствует современной концепции развития профилактической токсикологии. В этой связи вопросы токсикологии отдельных соединений и их групп имеют отчетливый теоретический и практический интерес.

Дициклопентадиен (ДЦПД) является представителем циклических углеводородов; молекулярная масса 132,20. Существует в виде эндо- и экзо- изомеров. Промышленный продукт — эндо -изомер; бесцветные кристаллы с резким запахом; температура плавления — 32,50С, температура кипения — 172,80С; растворим в органических растворителях; растворимость в воде 2,5%. В нефтехимическом производстве ДЦПД получают из жидких продуктов пиролиза нефти и, учитывая значительные масштабы переработки бензинов, сырьевая база ДЦПД может достигать десятков и сотен тонн в год. Экспериментальными исследованиями установлено, что ДЦПД является высокотоксическим соединением для человека и животных [11-13]. Вместе с тем остаются неизученными некоторые обстоятельства, касающиеся биохимических механизмов токсического действия ДЦПД, выделения ведущего фактора в поражениях внутренних органов и систем, метаболизма в организме человека и животных [12]. Знание этих

механизмов способствовало бы решению проблемы патогенетической терапии, профилактики и диагностики отравлений этим веществом.

В связи с вышеизложенным целью настоящей работы явилось продолжение экспериментальных работ в области изучения биохимических механизмов токсического действия циклических углеводородов, тем более что возможность неблагоприятного действия ДЦПД не исключается, т.к. он имеет перспективу широкого использования в химической и фармацевтической промышленности и контакт с ним очевиден. В частности, на основе ДЦПД синтезируются каркасные углеводороды ряда адаманта, применяющиеся для синтеза лекарств, пестицидов, красителей и др. [2,10].

Материалы и методы Для достижения поставленной цели при изучении общетоксического действия на животных использовали следующие показатели и методы; биохимические — определение активности ферментов крови (пероксидазы и катала-зы), определение электролитного баланса ионов натрия и калия в плазме и эритроцитах крови [1], определение содержания щелочной фосфатазы и общих липидов в плазме крови [4], гематологические — морфологический анализ периферической крови (содержание эритроцитов, гемоглобина, лейкоцитов) [2,3].

Для установления параметров острой токсичности в 4-х часовых ингаляциях исследовали действие 8 концентраций ДЦПД на крысах-самцах массой 300 г. Ежедневно в течение 2-х недель регистрировали состояние животных и динамику их гибели. Статистическая обработка выполнена с помощью критерия Мана-Уитни в программе 81а11в11еа.

Результаты и обсуждение Поголовная гибель животных наблюдалась уже при воздействии ДЦПД в концентрации (^100 3810 мг/м3), среднесмертельная концентрация (^50 2750 мг/м3). Расчет проводили методом В.Б. Прозоровского. Гибель животных в основном наступала в течение 1 суток, реже на 2 и 3 сутки после воздействия. В картине острого отравления ДЦПД превалирующим явилось действия на

ЦНС. В момент воздействия у животных наблюдалась беспокойство, впоследствии сменяющееся малоподвижностью, но вместе с тем сохранялась повышенная возбудимость на различные раздражители. Указанные признаки повышенной возбудимости сохранялись в течение двух и трех недель. Клиническая картина острого отравления ДЦПД совпала с известной из литературы [12], где использовали следующие показатели: изменения нервно-мышечной возбудимости, температуры тела и кровяного давления (табл. 1).

ингаляция ДЦПД приводит, в первую очередь, к снижению СПП, повышению активности щелочной фос-фатазы, что указывает на фазовый характер биологических откликов наступления токсических эффектов.

Патофизиологическая картина ингаляционного и энтерального отравлений ДЦПД сходна. При кратковременном воздействии наиболее выраженные изменения наблюдались у животных, погибших в первые сутки после отравления. Анализ средних смертельных доз (LD50)

Таблица 1

Оценка карт ины острой интоксикации ДЦПД

Оценка показателей Порог нервно-мышечной возбудимости, МА Температура тела, 0С Кровяное давление, мм

в момент воздействия последующее течение

Значительное возбуждение: двигательное беспокойство, судороги, парезы задних конечностей. На фоне малой подвижности резкое повышение возбудимости при шуме, психомоторная возбудимость и агрессивность. понижен до 6-7 снижена до 28,0 понижено до 66,6

Гибель 1-3 сутки Животные неопрятны, кровянистые выделения из носа и глаз

Проявляются признаки вегетативной дистонии — понижение температуры тела на 8,9°С, падение кровяного давления в среднем на 4,4 мм и изменение возбудимости нервной системы на 1,4 МА.

Таблица 2

Время наступления (в часах) достоверных изменений показателей биологического действия

Наименование показателей Концентрация, мг/м3

811,6 221,1 49,1 11,1

Масса тела 0-4,5 0-18 0-60 0-480

СПП 3* 13* 46* 336*

Щелочная фосфатаза 0-4,5 13* 60* 480*

Горизонтальный двигательный 4,5* 0-18 40* 0-480

компонент

Вертикальный двигательный 0-4,5 13* 60* 0-480

компонент

Ориентировочная активность 0-4,5 0-18 46* 0-480

Эмоциональная реактивность 0-4,5 0-18 46* 0-480

Натрий в плазме 0-4,5 0-18 0-60 336*

Натрий в эритроцитах 0-4,5 18* 0-60 336*

Калий в плазме 0-4,5 0-18 0-60 0-480

Калий в эритроцитах 0-4,5 13 46* 0-480

Пероксидаза крови 0-4,5 0-18 0-60 0-480

Каталаза крови 0-4,5 0-18 0-60 0-480

Примечание: * — изменения статически достоверны.

При установлении порога токсического действия в процессе непрерывного воздействия дициклопентади-ена в концентрациях 11,1-811,6 мг/м3 у животных отмечали снижение СПП, повышение активности щелочной фосфатазы, изменения количества общих липидов, изменение электрического баланса ионов натрия и калия и показателей поведенческих реакций. Время наступления достоверных изменений этих показателей увеличивалось с уменьшением концентраций (табл. 2).

Роль фактора времени в развитии интоксикации ДЦПД особенно наглядно иллюстрировалась результатами исследования СПП, активности щелочной фос-фатазы в сыворотке крови и электролитный баланс — ионов натрия и калия. При этом было установлено, что

для морских свинок, белых мышей и крыс свидетельствовал, что видовая и половая чувствительность к действию ДЦПД выражена слабо, значение LD50 ДЦПД у разных авторов колебались от 480 до 1200 мг/кг [11-13].

Токсичность ДЦПД при энтеральном введении изучалась на нелинейных белых крысах и нелинейных белых мышах. Вещество вводилось внутрижелудочно в виде масляной эмульсии в дозах от 100 до 6000 мг/кг. Наблюдения за клинической картиной интоксикации животных велись в течение 2-х недель от момента введения, при этом регистрировались сроки гибели животных (табл. 3).

У животных после введения вещества наблюдалось двигательное возбуждение, агрессивность, затем угнетение, гибель от остановки дыхания в течение первых суток [10]. ДЦПД при энтеральном введении в организм обладает умеренной токсичностью. При введении в переносимых дозах ДЦПД оказывал влияние на периферическую кровь, которое проявилось в увеличении количества лейкоцитов за счет сегментоядерных нейтрофилов. Из

Таблица 3 Основные параметры токсичности

мг/кг мг/кг мг/кг

ДЦПД крысы 300 1000+190 1630

ДЦПД мыши 200 920+250 1700

биохимических показателей отмечено увеличение активности щелочной фосфатазы, содержания общих липидов крови, молочной и пировиноградной кислот в крови с изменением коэффициента лактат/пируват в сторону лактата [6] (табл. 4).

Таблица 4

Некоторые биохимические и гематологические показатели у белых крыс после воздействия ДЦПД в остром эксперименте (п=6)

Показатели Сутки Доза ДЦПД, мг/кг

250 100 контроль

Щелочная фосфатаза в 1 219,0+11,4* 180,0+17,8 147,3+5,8

сыворотке крови, Е/Л 3 135,0+7,5 194,0+23,6 136,6+14,6

7 158,3+8,1 150,3+8,0 154,3+14,6

Гемоглобин, г% 1 13,7+0,08 13,0+0,26 13,3+0,39

3 13,1+0,16 13,0+0,17 13,0+0,25

7 13,0+0,16 12,8+0,07 12,9+0,26

Эритроциты, 1012/л 1 6,65+0,14 6,46+0,12 6,3+0,14

3 6,42+0,10 6,18+0,05 6,36+0,10

7 6,48+0,80 6,6+0,8 6,7+0,9

Лейкоциты, 109/л 1 8,73+1,0 5,86+0,71 5,94+0,71

3 7,95+1,7 6,48+1,2 5,25+0,77

7 6,56+0,02 6,43+0,90 5,68+0,71

Сегментоядерные 1 3,37+0,89 1,60+0,21 1,21+0,17

нейтрофилы 3 2,75+1,3 2,02+0,62 1,3+0,17

7 1,70+0,39 1,4+0,30 1,81+0,37

Общие липиды в 1 2,70+0,17 2,3+0,14 2,83+0,21

сыворотке крови, г/л 3 2,41+0,14 2,46+0,16 2,46+0,17

7 2,23+0,21 2,88+0,40 2,40+0,21

Молочная кислота в крови, 1 1,84+0,05* 1,54+0,06 1,44+0,08

ммоль/л 3 1,94+0,08* 1,55+0,06 1,42+0,07

7 1,81+0,08* 1,57+0,11 1,42+0,08

Пировиноградная кислота 1 0,352+0,01* 0,294+0,02* 0,249+0,01

в крови, ммоль/г 3 0,285+0,01* 0,26+0,01 0,244+0,00

7 0,320+0,01* 0,295+0,02 0,263+0,01

По изменению некоторых показателей можно предположить о нарушении окислительно-восстановительных процессов в организме с развитием явлений тканевой гипоксии. Острая гипоксия гипотетически может создавать условия, когда содержание лактата и свободного фосфата в клетках (и в крови) значительно возрастает — это вызывает в клетке ацидоз. Усиленное высвобождение лактата при гипоксии дает метаболический лакткаци-доз. В этой стадии в клетке формируется настоящий дефицит АТФ, поскольку аэробный механизм не работает из-за кислородного дефицита, а анаэробный — из-за ацидоза. При значительном дефиците АТФ процессы клеточного повреждения углубляются. Наибольшие проблемы возникают у главных клеточных потребителей энергии — градиент создающих и сократительных систем клетки. Дефицит энергии не дает калий-натриевой АТфазе нормально работать, и результат выражается в утрате сбалансированного калий-натриевого градиента. Это порождает несколько последствий. Клетки утрачивают ионы калия, а вне клеток возникает его избыток (гиперкалие-мия). Утрата калий-натриевого гра-

диента для клетки означает уменьшение потенциала покоя. Вследствие этого положительный поверхностный заряд, свойственный нормальным клеткам, уменьшается и может меняться на отрицательный. Частичная утрата потенциала покоя делает клетки менее возбудимыми и это способно нарушить коммуникацию между ними, что и происходит при глубокой гипоксии. Важным из прямых последствий повреждения калий-натриевого насоса является проникновение избытка натрия в клетку. Из-за осмотической активности натрия возникает гипергидратация клеток (рис. 1) [7,8].

Таким образом, острая ингаляционная и энте-ральная токсичность ДЦПД соответствует II классу (высокоопасные). В основе механизма токсического действия ДЦПД при однократном введении в непереносимых количествах лежит развитие тканевой гипоксии, подтвержденное значительным повышением содержания

Рис. 1. Патогенез начальных стадий гипоксичекого некробиоза.

лактата и щелочной фосфатазы в клетках (и в крови), а в дальнейшей работе по обоснованию гигиенических также изменением Na-K баланса. нормативов для атмосферы населенных мест.

Материалы исследования могут быть использованы

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

MATERIALS FOR THE TOXICOLOGICAL ESTIMATION OF DICYCLOPENTADIENE IN

THE EXPERIMENT CONDITIONS

V.V. Igumenshcheva, G.G. Yushkov, N.Z. Dabaev, A.A. Guschina, S.N. Andropova (Scientific Research Institute of Biophysics of Angarsk State Technical Academy)

In this article the materials of researches of toxic influence of dicyclopentadiene on laboratory animals are presented. The aim is the revealings of features of the mechanism of its toxic action for further use in a scientific substantiation of hygienic specifications in objects of an environment.

The basic parts of biochemical damages are revealed on the level Na-K of balance with displays of functional shifts on hygienic significant sizes of dozes and concentration.

ЛИТЕРАТУРА

1. Асатиани В.С. Ферментные методы анализа. — М.: Наука, 1969. - 612 с.

2. Багрий Е.И. Адаманты. — М.: Наука, 1989. — 264 с.

3. Справочник по клиническим лабораторным методом исследования / Сост. Н.И. Бокуняева, Р.П. Золотниц-кая. — М.: Медицина, 1975. — 82 с.

4. Лабораторные методы исследования в клинике. Справочник / В.В. Меньшиков, Л.Н. Делекторская. — М.: Медицина, 1987. — 368 с.

5. Биохимические исследования в токсикологическом эксперименте / Под ред. М.Ф. Савченкова, В.М. Прусаков. — Иркутск: Изд-во Иркут.ун-та, 1990. — С.151-163.

6. Голиков С.Н., Саноцкий И.В., Тиунов Л.А Общие механизмы токсического действия. — Л.: Медицина, 1986.

— 279 с.

7. Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П. Общая патофизиология: Учебник для студентов медВУЗов). — СПб., ЭЛБИ — СПб, 2001. — 624 с.

8. Криницкий А.Ф. Фотометрический метод определения общей суммы липидов крови // Врачебное дело. — 1959.

— № 7. — С.758-759.

9. ПрокофьеваА.С., БузюнА.Ф. К токсикологии дицикло-

пентадиена, полученного из разного сырья // Современные вопросы токсикологии пестицидов и полимерных материалов / Тезисы докладов VII Всес. конф. — Киев, ВНИИГИНТ0КС 1985. - С.156.

10. Портяная Н.И., Черняк Ю.И., Минченко О.В., Шульгина Н.А. Некоторые аспекты токсикокинетики дицик-лопентадиена // Токсикологический вестник. - 1995.

- № 2. - С.

11. Тарадин Я.И., Буравлев Г.В., Бокарева Г.С. и др. Сани-тарно-токсикологическая характеристика дициклопен-тадиена // Токсикология и гигиена продуктов нефтехимии и нефтехимических продуктов. — Ярославль, 1972. - С.197-206.

12. Шашкина Л.Ф. Материалы к обоснованию предельно допустимой концентрации циклопентадиена и его ди-мера - дициклопентадиена в воздухе производственных помещений // Гигиена труда и проф. заболеваний.

- 1965. - № 12. - С.13-19.

13. Жолдокова З.И., Сильвестров А.Е., Михайловский И.Я. 0боснование предельно допустимых концентраций норборнена, норбонадиена и дициклопентадиена в воде водоемов // Гигиена и санитария. - 1986. - № 2. -С.77-79.

© ВИННИК Ю.С., ПЕТРУШКО С.И., ПОПОВ Д.В., БАЛАХОНОВ В.В. - 2007

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РИСКА РЕЦИДИВНОГО КРОВОТЕЧЕНИЯ У БОЛЬНЫХ С ЯЗВЕННОЙ БОЛЕЗНЬЮ ЖЕЛУДКА И ДВЕНАДЦАТИПЕРСТНОЙ КИШКИ

Ю.С. Винник, С.И. Петрушко, Д.В. Попов, В.В. Балахонов

(Красноярская государственная медицинская академия, ректор — д.м.н., проф. И.П. Артюхов; кафедра общей

хирургии, зав. — д.м.н., проф. Ю.С. Винник)

Резюме. Обследовано 104 больных с однократным и рецидивным язвенным гастродуоденальным кровотечением с выявлением 26 факторов прогноза риска рецидива кровотечения. На основании этих факторов по формуле Байеса произведен расчет прогностических коэффициентов (баллов) для каждого фактора. Рецидив кровотечения прогнозируется, если сумма баллов =0 или >0. А если сумма баллов <0, рецидив кровотечения не прогнозируется. Точность шкалы прогноза составила 96,2% для язв желудка и ДПК.

Ключевые слова: язвенная болезнь, рецидивное кровотечение, система гемостаза, формула Байеса, шкала прогноза.

Одной из актуальных проблем современной клинической медицины являются кровотечения из верхних отделов желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) [2,9,10]. Кровотечение как первый симптом язвы отмечается в 28-35% случаев [11]. В последние годы большое значение в развитии язвенного кровотечения придают нарушениям в системе гемостаза, обусловленные воздействием многих факторов [8]. Несмотря на достижения современной эндоскопии [3,5,15], возникающие рецидивы кровотечения из гастродуоденальных язв в 12-40% наблюдений после спонтанной или эндоскопической его остановки опровергают возможность исключительно консервативного лечения данной категории больных [4,14,16]. Необходимость изучения причин повторного кровотечения из язв желудка и двенадцатиперстной

кишки (ДПК), а также выбора оптимальных вариантов временного и окончательного гемостаза определяется высоким уровнем (30-75%) послеоперационной летальности [1,6,7,13].

Цель исследования: разработать способ прогнозирования рецидивного кровотечения из язв желудка и ДПК с учетом изменений в системе гемостаза.

Материалы и методы Для выявления и оценки факторов риска рецидива кровотечения в раннем постгеморрагическом периоде, разработки на их основе математической модели прогноза повторной геморрагии проведен анализ результатов обследования и лечения 104 больных с острым язвенным гаст-родуоденальным кровотечением.

По данным формализованной карты был определен показатель корреляционной связи с основными 36 определяемыми параметрами у 25 больных с рецидивным кровотечением из язв желудка и 15 — из язв ДПК (табл. 1).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.