CC BY
6
фДК 613.647+612.014.424.2
А. П. Иерусалимский, А. И. Лившиц, Ф. Г. Портнов, А. Б. Шмидт К ЭКСТРАПОЛЯЦИИ НА ЧЕЛОВЕКА ВЕЛИЧИН ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ, ИЗУЧАЕМЫХ В ЭКСПЕРИМЕНТАХ НА ЖИВОТНЫХ
Изучение биологического действия электростатических полей (ЭСП), генерируемых высоковольтными установками, — актуальная задача гигиены [2). Подавляющее большинство исследований проводится на лабораторных животных (крысах, мини-свиньях). При этом основной обсуждаемый вопрос — поддержание однородного ЭСП в объеме лабораторной клетки, куда помещают животных.
Цель данного сообщения — обратить внимание на то, что важнейшим фактором, подлежащим учету, являются локальные искажения ЭСП, обусловленные геометрическими особенностями животных. Естественно характеризовать указанные искажения отношением а — Е^/Ео, где £м — максимальная величина напряженности на поверхности биологического объекта, Ео— напряженность невозмущенного ЭСП в клетке.
Для определения величины а были проведены расчеты ЭСП на ЭВМ с помощью метода конечных элементов [3]. Геометрические особенности животных аппроксимировались двумя двухмерными моделями: параболическим цилиндром ,в прямоугольной системе координат ху и эллипсоидом "вращения в цилиндрической системе координат гг (см. рисунок). Очевидно, что максимальное значение поле имеет на вершинах (дг=г = 0; у = г = Ь). В качестве параметров моделей а, Ь выбирали следующие характерные размеры жикотных: для крысы а =2,5 см, Ь = 4 см, для мини-свиньи
периментальны.чи. Следует отметить, что экспериментальные результаты в работе Я. Кауе1 [5] приводятся без указания статистического разброса, обусловленного индивидуальными особенностями животных. Известно также, что различие в показаниях приборов для измерения ЭСП в одинаковых условиях могут достигать 45 % [4]. Поэтому данные таблицы нельзя рассматривать как абсолютно точные. Тем не менее эти результаты свидетельствуют о значительных различиях в искажении ЭСП человеком и лабора-
Расчетные и экспериментальные значения а для человека и животных
Объект модель а Расчет модель б Эксперимент
Крыса 3 4 3,7 [51
Свинья 4,8 7.1 6.7 [5]
Человек _ 17.8 — 23.3 [11 15—17,6 [Ц.
18 [5]. 16 [6]
у У-г в
УГ / / / / / / / / / 1 \
1 1 1 \
1 1 ' \
а х.г
Геометрическая биологического
модель объекта.
а = 7,5 см, Ь = 24 см. Результаты расчетов для животных по сравнению с расчетами для человека [1] и экспериментальными данными [1, 5] приведены в таблице.
Приведенные в таблице показатели свидетельствуют о том, что модель б дает более точные значения ос, чем модель а, хотя и несколько завышенные по сравнению с экс-
торными животными, что следует учитывать при постановке экспериментов. А именно: исходя из данных таблицы, при экстраполяции влияния ЭСП на человека величиной Еч на
<х3
крыс следует воздействовать полем Ек = —— Ег 5Ег,
ai
а на мини-свиней — полем Ес = —— Ег я»2,5£г.
а2
ЛИТЕРАТУРА
1. Долин П. А., Смекалов В. В.— Труды Моск. энергет. ин-та, 1982, вып. 580, с. 106.
2. Портнов Ф. Г., Иерусалимский А. П. — В кн.: Гигиена труда при воздействии электромагнитных полей. М., 1983, с. 13.
3. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. М„ 1979.
4. Comber М. G., Kolter R„ McKnight R. — IEEE Trans., 1983, v. PAS-102, p. 3549.
5. Kavet tf. — Ibid., 1982, v. PAS-101, p. 2115.
Поступила 21.05.84
УДК 616.285.7.099:616-008.931:877.152+613.632:615.285.71-07:612.015.1
Ш. А. Непесова, А. В. Васильев. В. А. Тутельян
АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТОВ ЛИЗОСОМ РАЗЛИЧНЫХ ОРГАНОВ КРЫС ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ТЕТРАМЕТИЛТИУРАМДИСУЛЬФИДА
Институт питания АМН СССР, Москва
Интенсивное использование пестицидов в сельском хо- Поскольку эффект большинства токсичных соединений свя-зяйстве предопределяет реальную опасность загрязнения зан с нарушением ферментативных процессов [4, 9, 10], би-ими в широко варьирующих количествах различных объек- ологическая реакция организма на воздействие экзогенных
тов окружающей среды, в частности воды и пищевых про- химических факторов, в том числе пестицидов, зависит от
дуктов, и опосредованное влияние их на организм человека. характера и специфичности действия на различных этапах
Общая активность ферментов лизосом печени (а), почек (б) и селезенки (в) при введении ТМТД в дозах 600 мг/кг (/) и 1400 мг/кг (//).
По оси абсцисс — время после введении ТМТД (в ч): по оси ординат—активность ферментов (в % от контроля); / — катепснн А; 2 — катепсин В. 3 — катепснн С: 4 — катепснн D; 5 — арилсульфа тазы А и В; 6 — 0-галактозидаза.
метаболизма. С этой точки зрения, как теоретический, так и практический интерес представляет изучение механизма . биологического действия производных дитиокарбаминовой кислоты, которые при сравнительно низкой токсичности и слабо зыражснной кумуляции способны в то же время вызывать отдаленные последствия [3, 7]. Из карбаматных пестицидов в значительных масштабах в качестве фунгицида используется тетраметилтиурамдисульфид (ТМТД), биологическое действие которого характеризуется угнетением микросомалышй монооксигеназной системы печени и синтеза нуклеиновых кислот в гепатоцитах [8, 9]. Нарушения биосинтеза РНК и ДНК, помимо митогенных последствий, обусловливают изменения обмена белка, в связи с чем целью данной работы являлось изучение функционального состояния протеолитической системы лизосом, обеспечивающей метаболизм белка на стадии деградации [14].
Крысам-самцам Вистар массой 180—200 г однократно внутрижелудочно вводили в растворе подсолнечного масла ТМТД из расчета 600 и 1400 мг на 1 кг массы тела, а животным контрольной группы — эквивалентное количество растительного масла. Спустя 24 и 48 ч после введения ТМТД крыс декапитировали, извлекали печень, почки и селезенку, промывали холодным физиологическим раствором и готовили гомогенаты тканей по стандартной методике [6], используя в качестве суспендирующей среды 0,25 М раствор сахарозы (рН 7,4), содержащей 0,001 М ЭДТА.
В гомогенатах тканей определяли общую активность лизосомальных протеиназ — катепсинов А (НФ 3.4.12Л.1), В (НФ 3.4.22.1), С (НФ 3.4.14.1) и D (НФ 3.4.23.5) по разработанному нами спектрофлуорнметрическому методу [1] и р-галактозидазы и арилсульфатаз А и В спектрофотоме-трнческими методами, основанными на применении ультрамикросистемы биохимического анализа [о, 6], а также содержание белка по методу зарубежных авторов 112].
В результате исследования функционального состоящий комплекса лизосомальных протеиназ установлено, чтег ТМТД вызывал общее снижение активности катепсинов в печени. При этом степень снижения активности ферментов незначительно зависела от дозы ТМТД, но прогрессивно нарастала с увеличением срока после введения пестицида (см. рисунок, а). Так, через 24 ч активность лизосомальных протеиназ при введении 600 и 1400 мг/кг снижалась соответственно на 8—40 и 31—47 %. Спустя 48 ч при дозе 600 мг/кг она уменьшалась на 33—46 %. а при дозе 1400 мг/кг —па 39—54 %..
Аналогичный характер имели изменения активности лизосомальных протеиназ в почках (см. рисунок, б). Через 24 ч после введения ТМТД выявлено снижение их активности на 23—44 % при дозе 600 мг/кг и на 22—49 % при дозе 1400 мг/кг. Как и в печени, в почках спустя 48 ч эффект действия ТМТД был выражен в существенно большей степени: при дозе 600 мг/кг активность ферментов снижалась на 36—54 %, при дозе 1400 мг/кг — на 24—54 %.
В отличие от печени и почек в селезенке (см. рисунок, в) ТМТД вызывал незначительные разнонаправленные изменения активности только катепсина В (71—83 % от контроля; Р< 0,05) и С (120—130% от контроля; Я<0,05).
С целью получения ответа на вопрос, является ли генерализованное снижение активности лизосомальных протеиназ в печени и почках специфической реакцией на введение ТМТД, в печени, почках и селезенке была изучена активность и лизосомальных гидролаз других групп — арилсуль- , фатаз А и В и Р-галактозидазы через 48 ч после введениям пестицида в количестве 1400 мг/кг. Как видно из рисункгг (II, а и б), полученные результаты свидетельствуют лишь о незначительном достоверном уменьшении активности арил-сульфата А и В в печени и 8-галактозидазы в почках (на 19 и 26 % соответственно). Наряду с этим привлекает внимание то, что в селезенке активность данных ферментов возрастала почти в 2 раза (см. рисунок, II, в).
Таким образом, результаты исследования указывают на выраженную реакцию протеолитической системы лизосом печени и почек в ответ на введение ТМТД, заключающуюся в резком угнетении ее функционального состояния. Поскольку идентичная закономерность изменения активности лизосомальных протеиназ в печени и почках обнаружена при ингибировании биосинтеза белка циклогексимидом [2, 11], резонно предположить, что одной из сторон токсического действия ТМТД может быть опосредованное нарушение обмена белка в тканях органов, где метаболические процессы протекает наиболее интенсивно. Так как процесс де-токсикации ТМТД в организме происходит наиболее активно в первые часы после его введения и практически заканчивается через 48 ч [8], то выявленные энзимологические нарушения, определяемые, вероятно, периодом полужизни лизосомальных протеиназ [II, 13], предполагают возможность пролонгированного отдаленного действия ТМТД на белковый обмен.
В свою очередь относительная стабильность протеолитической системы лизосом селезенки в отношении действия ТМТД определяется, по-видимому, необходимость сохранения нормального уровня жизнедеятельности данного имму-нокомпетентного органа в условиях иммунной реактивности, вызванной поступлением в организм чужеродного вещества. В этом аспекте резкая избирательная активация арилсульфатаз А и В и р-галактозидазы может отражать участие этих лизосомальных гидролаз в защитных реакциях.
ЛИТЕРАТУРА
1. Васильев А. В.. Капелевич Т. А., Тутельян В. А. — Вопр. мед. химии, 1983, № з, с. 127—130.
2. Васильева А. В., Непесова Ш. А.. Тутельян В. А. — Бюл. экспер. биол., 1983, № 7, с. 39—40.
3. Кузьменко Н. М„ Диденко Г. Г., Куринный А. И. и др.— Гиг. и сан., 1980, № 9, с. 88—90.
4. Литвинов Н. П.. Кухта В. К., Дадыко Т. И. и др. — Там же, 1983, № 9, с. 22—25.
Покровский А. А. — В кн.: Химические основы процес-' сов жизнедеятельности. / Под ред. В. Н. Орехозича. М., 1962, с. 311—331.
6. Покровский А. А., Тутельян В. А.. Кравченко Л. В.— Биохимия, 1975, № 3, с. 543—551.
7. Рязанова Р. А., Платоненко В. И. — Гиг. и сан., 1980, № 5, с. 29—30.
8. Сасинович Л. М., Паньшина Т. И., Светлый С. С. — Там же, 1983, № 3, с. 30—34.
9. Шицкова А. П. — Там же, 1982, № 6, с. 7—10.
10. Шицкова А. П.. Рязанова Р. А., Г адалина И. Д. — Там же, 1983, № 3, с. 22—24.
11. Amenta J. S.. Sargus M. I.. Baccino F. M. — J. Cell. Physiol., 1978, v. 97, p. 267—284.
12. Lowry О. H.. Rosebrough N. J.. Farr A. L. et al. — J. biol. Chem., 1951, v. 193, p. 265—275.
13. Seglen P. O. — Biochem. J., 1978, v. 174, p. 469—474.
14. Wiederanders В., Ansorge S., Bohley P. et al. — Acta biol. med. germ., 1976, Bd 35, S. 269—284.
Поступила 25.05.81
УДК 813.298:547.258.11 ]-07:[в12.351.11+612.1281:577.152.1
В. Н. Левицкая, С. М. Алехина
ДЕЙСТВИЕ ОЛОВООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ НА ИЗОФЕРМЕНТНЫЙ СПЕКТР ЛАКТАТДЕГИДРОГЕНАЗЫ ПЕЧЕНИ И СЫВОРОТКИ КРОВИ КРЫС
ВНИИ гигиены и токсикологии пестицидов, полимеров и пластических масс, Киев
Оловоорганические соединения, используемые в качестве стабилизаторов поливинилхлоридных материалов «пищевого» назначения, могут быть источником загрязнения пищевых продуктов.
Целью настоящих исследований являлось изучение .влияния оловоорганических соединений (диоктилтиоглико-Шк1та диоктилолова, тноокенэтилендиоктилолова и диалкил-'малеата олова) на активность изоферментного спектра лактатдегидрогеназы (ЛДГ) сыворотки крови, печени и активность некоторых специфических ферментов печени (уроканиназы и сорбитолдегидрогеназы).
Опыты проведены на крысах-самцах массой 200—250 г. Животным 1-й группы перорально однократно вводили диоктилтиогликолят диоктилолова в дозе 420 мг/кг, животным 2-й группы тиооксиэтилендитилолова по 446 мг/кг, 3-й группы — диалкилмалеат олова по 580 мг/кг, что составляет 1/5 LDM этих соединений: крысы 4-й (контрольной) группы получали растительное масло. Через 5, 15 и 30 сут после введения препаратов животных забивали, ткань печени гомогенизировали в 0,85 % растворе хлористого натрия в соотношении 1:100. Для исследований использовали цельную сыворотку крови.
Изоферменты разделяли с помощью электрофореза в полиакриламидном геле при 4 °С в течение 2 ч при силе тока 4 мА на трубочку по методу Г. Маурера [2|. Элект-рофореграммы, окрашенные нитротетразолиевым синим, денситометрировали на денситометрометре БИАН-2 [3]. Долю каждого изофермента выражали в процентах по отношению к сумме всех фракций.
Активность уроканиназы определяли по методу В. А. Буробина [1] и выражали в микромолях уроканнно-вой кислоты, разложившейся за I ч инкубации, активность сорбитолдегидрогеназы — по методу Л. М. Пыркзва и соавт. [4] и выражали в микромолях за минуту на 1 мл.
При введении крысам оловоорганических соединений отмечены изменения активности изоферментного спектра лактатдегидрогеназы (ЛДГ) в печени. Через 5 сут после однократного введения препаратов наблюдалось снижение ЛДГ5 на 23—72 %. Значительное уменьшение выявлено при действии оловоорганических соединений, содержащих серу. Такая же закономерность сохранялась через 15 сут (табл. 1). К 30-м суткам после введения препаратов у крыс, получивших серосодержащие оловоорганические соединения, активность ЛДГ5 оставалась сниженной на 20— 32%, тогда как при действии диалкилмалеата олова, не содержащего серы, содержание ЛДГ5 почти не отличалось от контроля. Наряду со снижением активности ЛДГ5 у крыс опытных групп наблюдалось повышение активности ЛДГ2, ЛДГ3 и ЛДГ,. Эти сдвиги оказались более выраже. ны у крыс, получивших серосодержащие оловоорганические стабилизаторы.
Изменения активности ЛДГ в сыворотке крови были выражены в меньшей степени, чем в печени. У подопытных животных ЛДГ5 увеличивалась на 9—34%, тогда как ЛДГ2 снижалась на 38—70 % по сравнению с контролем (табл. 2).
Появление в сыворотке крови подопытных животных уроканиназы (0,01—0,16 мкмоль/ч) и сорбитолдсгидрогена-
Таблица 1
Активность изоферментов ЛДГ (в %) в печени крыс при действии оловоорганических соединений (Af±m)
Группа животных Срок исследования, сут ЛДГ, ЛДГ, ЛДГ, ЛДГ, ЛДГ.
Контрольная 5 8,1±0,9 8,3±0,8 13,1±1,1 17,8± 1,1 52,7±3,5
15 4,6±0,5 5,5±0,6 7.6±0,7 13,8±1,2 68,4±4,7
30 6,2±0,7 5,8±0,5 13,3±1,1 !6,2±1,5 58,4±4,9
1-я 2-я 3-я 5 15 30 5 15 30 5 15 30 5,3±0,6* 8,3±0,7* 4,9±0,5 5,9±0,7 5,5±0,9 5,9±0,5 5,1±0,7* 5,6±1,2 6,5±0,8 19,7±1,3* 9,8±15,2* 7,0±0,8 13,8±1,2* 8,0±1,8* 7,0±0,9 13,2±1,1 9,0+0,9* 7,0±0,8 36,8±2,3* 15,2±1,1* 28,4±2,3* 45,5±3,6* 25,1 ±1,9* 16,4±1,4 19,8±1,8 15,6±1,2 13,7=1= 1.1 22,9±1,7* 30,7±2,1* 19,1 ±1,5 20,8±1,5 22,1 ±1,6* 23,1 ±2,5 21,0±1,5 14,0±1,7 14,8±1,0 14,9±1,1* 35,9±2,2* 39,8±3,1* 14,2±1,2* 39,1 ±3,9* 47,3±3,2 40,7±3,8* 55,9±3,5 56,2±3,9
Примечание. Здесь и в табл. 2 звездочка — достоверность различий по сравнению с контролем (Р<0,05).
