CC BY
9
2. Результаты сравнительного физиологического исследования показали что в условиях рекомендуемого режима труда и отдыха имеются более-благоприятная направленность в динамике показателей функционального-состояния центральной нервной и сердечно-сосудистой систем и более медленное развитие утомления у лиц обследуемой профессиональной группы.
3. Данные проведенных исследований, по нашему мнению, служат основанием к внедрению апробированного режима труда и отдыха для математиков-программистов ЭВЦ.
ЛИТЕРАТУРА
Волкова И. М. — В кн.: Физиология труда. М., 1973, с. 74—76.
Гарасева Т. С., Мойкин Ю. В., Побережная А. С. — В кн.: Физическая культура
в режиме труда и отдыха. Киев, 1971, с. 35—38. Горшков С. И. — В кн.: Физиологические и гигиенические вопросы режимов труда-
и отдыха в промышленности. Москва — Иваново, 1970, с. 18—22. Зима А. Г., Иванов А. С. — В кн.: Производственная гимнастика и здоровье трудящихся. Киев, 1970 с. 47—49. Кононенко А. А., Деркач В. В. — Гиг. труда, 1978, № 4, с. 1—5. Косилов С. А., Леонова Л. А. Работоспособность человека и пути ее повышения. М., 1974.
Крапивинцева С. И. Активный отдых в рабочем процессе. М., 1971.
Кундиев Ю. И., Навакатикян А. О., Томашевская Л. И. и др. — Физиология человека,
1976, т. 2, № 1, с. 443—440. Лавриненко П. Д. — В кн.: Физическая культура в режиме труда и отдыха. Киев, 1971, с. 45—48.
Молдавская С. И., Загородняя В. Ф. — Физиология человека, 1978, т. 4, № 2, с. 318— 322.
Муравов И. В. — В кн.: Производственная гимнастика и здоровье трудящихся. Киев, 1970, с. 3—6.
Нагорный В. Э.— В кн.: Умственный труд и физическая культура. М., 1970, с. 58—66. Нифонтова Л. Н. — В кн.: Научная конф. по физиологии труда, посвященная памяти
А. А. Ухтомского. Материалы. Л., 1963, с. 256—257. Павлова Т. Н. Физиологическое обоснование режима труда работников системы механизированного учета. Автореф. дис. канд. М., 1954. Розенблат В. В. Проблема утомления. М., 1975. Соловьева В. П. — В кн.: Физиология труда. М., 1967, с. 285—287.
Поступила 10/VII 1978 г.
A PROPOSED ROUTINE OF WORK AND REST FOR PROGRAMMERS OF COMPUTING CENTERS
A. A. Kononenko and V. V. Derkach
The central nervous system and cardiovascular functions were compared in programmers of electronic computing centers under conditions of the existing working routine and of an experimental routine developed by the authors to counteract the effects of hypokinesia and involving physical exercises just before work and every 2 to 3 hours after the start of work. The proposed routine had a favorable effect on the functions studied and is recommended for use in computing centers.
УДК 612.015.1.014.46:546.47
Р. В. Меркурьева, Г. Н. Красовский, 3. И. Коганова, И. С. Шатерникова,. С. П. Варшавская, И. Н. Константинова, Л. И. Бушинская, Е. И. Проценко,.
Л. А. Щедрина
БИОХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АКТИВНОСТИ ЭНЗИМОВ ЛИЗОСОМ И ЦИТОЗОЛЯ В ТКАНЯХ И БИОЛОГИЧЕСКИХ жидкостях ПРИ ПЕРОРАЛЬНОМ ПОСТУПЛЕНИИ ЦИНКА
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Цинк относится к группе металлов широкого спектра промышленного применения, в связи с чем его химические соединения являются одним из-распространенных загрязнителей окружающей среды. До настоящего времени присутствие солей цинка в питьевой воде в пределах 10—20 мг/л счи-
талось неопасным для здоровья населения. Следует учитывать, что цинк относится к числу жизненно необходимых микроэлементов (СИэика и соавт.) и влияет на течение различных реакций благодаря своему присутствию в активном центре цинксодержащих ферментов (карбоксипептидазы А, ан-гидразы угольной кислоты и др.) или в результате действия его в качестве кофактора (Мега1у и Б^Иа!; АЫиПа и соавт).
В настоящей работе при пероральном поступлении цинка с питьевой водой в тканях и биологических жидкостях экспериментальных животных проведено биохимическое исследование активности ферментов разной кле-точно й локализации: связанных с субклеточными структурами (лизосомами) и раст воримых в цитозоле. Параллельно с определением кислых гидролаз лизосомального происхождения: р-глюкозидазы (Р-глю), Р-галактозидазы (Р-гал), Ы-ацетил-р-О-глюкозаминидазы (Ы-ац-р-глю), кислой фосфатазы (КФ), р-глюкуронидазы исследовали активность ключевого фермента гликолиза —{лактатдегидрогеназы (ЛДГ), которая участвует в окислительно-восстановительных реакциях превращения углеводов: пировиноградная кислота (ПВК) — ЛДГ — молочная кислота (МК) и относится к числу растворимых энзимов цитозоля. Учитывая данные современной литературы о важной роли сиалосодержащих гликопротеидов (ГП) в архитектонике и функциональной целостности биологических мембран вообще и митохондрий в частности, определяли содержание Ы-ацетилнейраминовой кислоты (НК), связанной с мембранами митохондрий печени (МПвоп и Шупп).
Исследования выполнены на 30 беспородных крысах-самцах, которые получали с питьевой водой хлористый цинк из расчета 100 мг/кг (в течение 30 дней) и 5 мг/кг (в течение 6 мес). В качестве объектов исследования использовали печень, почки, гонады, поджелудочную железу, головной мозг, сыворотку крови и семенную жидкость крыс. В тканях печени и гонад определяли общую активность лизосомальных ферментов с добавлением неионного детергента тритона Х-100 (конечная концентрация в пробе 0,1%) и свободной активности без добавления детергента тритона Х-100, что позволило выяснить степень лабилизации мембран лизосом и тем самым судить о нарушении их проницаемости. Содержание НК определяли во фракции митохондрий печени крыс, которые выделяли по методу, предложенному Т. Ю. Липской. Методы измерения активности лизосомальных гидролаз (Р-гал, Р-глю, КФ, Ы-ац-Р-глю) и содержания НК описаны в предыдущей работе (Р. В. Меркурьева и соавт., 1976), а методы исследования активности Р-глюкуронидазы, ЛДГ, количество МК и ПВК в органах и сыворотке крови опубликованы ранее (ПзИтап и соавт.; Н. П. Мешкова и С. Е. Северин; Н. Г. Зернов и Ю. А. Юрков).
Результаты исследования показали, что исследуемые дозы цинка оказывают значительное влияние на активность ферментов, связанных с субклеточными структурами (лизосомами) и растворимых в гиалоплазме различных тканей и биологических жидкостей крыс. Наиболее существенные изменения при этом наблюдались после длительного (6-месячного) воздействия цинка со стороны лизосомальных ферментов печени и гонад и в меньшей мере были выражены в почках экспериментальных животных. Так, в гонадах крыс через 6 мес после воздействия цинка отмечено повышение активности р-глю (в среднем на 65%; Р<0,001) и понижение активности Ы-ац-Р-глю (на 40% Р<0,05) по сравнению с контролем.
Установленное нами разнонаправленное изменение активности названных лизосомальных гликозидаз, принимающих участие в единой цепи эн-зиматического расщепления гликопротеидов, можно расценивать предположительно как проявление компенсаторных реакций организма, когда повышение активности одной из лизосомальных гликозидаз — Р-глю — сопровождалось снижением активности другой лизосомальной глюкозидазы — Ы-ац-р-глю. Аналогичный феномен разнонаправленного изменения активности функционально связанных гидролаз лизосом (гиалуронидазы и Ы-ац-Р-глю) в ткани печени и головного мозга экспериментальных животных
обнаружен при воздействии ряда химических загрязнителей атмосферного воздуха (Р. В. Меркурьева и соавт., 1976). В отличие от кислых гликозидаз лизосомного происхождения активность КФ в гонадах опытных крыс не изменялась по сравнению с контрольной. В то же время отмечен статистически достоверный эффект лабилизации мембран лизосом, о чем свидетельствует возрастание свободной активности КФ, которая относится к числу ферментов, частично связанных с мембранами лизосом. Аналогичная закономерность изменения проницаемости мембран лизосом и нарушение степени прочности связи КФ с лизосомальными мембранами установлены также и в печени подопытных животных. Обращает на себя внимание, что установленное нами изменение активности р-глю и N-ац-р-глю в ткани гонад и эффект лабилизации мембран лизосом репродуктивных органов (в отношении КФ) сопровождались гонадотоксическим действием цинка (снижение кислотной и осмотической резистентности, ухудшение подвижности сперматозоидов, уменьшение индекса сперматогенеза и увеличение числа канальцев с десква-мацией семяродного эпителия).
Наиболее чувствительной к действию цинка ферментной системой ли-зосомального происхождения в печени оказалась Р-глюкуронидаза, активность которой была снижена по сравнению с контролем в среднем на 46% (Р<0,05). В отличие от этого в поджелудочной железе у половины подопытных животных обнаружено достоверное возрастание активности Р-глюкуро-нидазы на 35%. В противоположность ферментам, связанным с субклеточными структурами лизосом, активность растворимых энзимов (ЛДГ), а также содержание МК — конечного продукта гликолиза в печени подопытных крыс — не отличались от контроля. В то же время уровень ПВК в печени крыс был понижен в среднем на 34% (Р<0,05). При исследовании содержания мембраносвязанного углеводного компонента митохондрий печени подопытных крыс обнаружено накопление НК, количество которой достоверно в среднем на 38% превышало контрольную величину.
Одновременные исследования в тканях и биологических жидкостях позволили выявить значительные изменения со стороны лизосомальных ферментов и показателей гликолиза как в печени и гонадах, так и в семенной жидкости и сыворотке крови крыс. Так, через 30 дней действия максимальной дозы цинка установлено снижение активности матричного фермента лизосом Р-гал (на 30%; Р<0,05). Аналогичное по направленности, но более выраженное уменьшение активности ЛДГ (в среднем на 49%; Р<0,05) обнаружено через 6 мес воздействия меньшей концентрации цинка. Понижение активности ЛДГ в семенной жидкости крыс сопровождалось уменьшением содержания лактата (на 44%) и у большинства животных снижением концентрации ПВК (на 43%). Активность N-ац-Р-глю в семенной жидкости подопытных крыс при этом достоверно повышалась (в среднем на 32%). Обнаруженные нами биохимические изменения в семенной жидкости, очевидно, обусловлены гонадотоксическим действием цинка, который избирательно концентрируется в сперме (В. А. Леонов и Т. Л. Дубина). В сыворотке крови установлены изменения со стороны лизосомального фермента Р-гал (снижение активности) и так же, как в семенной жидкости, снижение уровня МК (на 66%; Р<0,05).
Установленное нами уменьшение активности ЛДГ в семенной жидкости при воздействии цинка свидетельствует, очевидно, об изменении интенсивности конечного этапа гликолиза (в сторону угнетения), что сопровождается, судя по сокращению уровня МК и ПВК, усиленной утилизацией недоокис-ленных продуктов обмена углеводов в печени. Этот факт представляется тем более важным, если учесть, что проявление функционального состояния репродуктивных органов крыс связано с наиболее интенсивным синтезом изо-ферментов ЛДГ по сравнению с другими органами (Don и Masters). Обращает на себя внимание, что установленные нами метаболические нарушения проявились на фоне эмбриотоксического и мутагенного эффекта. При этом первый проявлялся в увеличении числа резорбций на одну самку и в тенден-
-дни к увеличению постимплантационных потерь. О генетическом эффекте •свидетельствует увеличение процента хромосомных аббераций в клетках костного мозга, снижение их митотической активности, повышение предим-плантационной смертности и наличие плодов с внешними аномалиями развития, выявленных методом доминантных леталей.
Таким образом, обнаруженный нами эффект лабилизации мембран лн-зосом печени и гонад, а также изменение уровня НК в митохондриях печени подопытных крыс указывают на то, что одним из биохимических механизмов неблагоприятного действия цинка является влияние его на функцию мембран ■субклеточных структур — лизосом (печени и гонад) и митохондрий печени экспериментальных животных.
На основании полученных данных считаем возможным высказать предположение о том, что с феноменом нарушения функционального состояния лизосом и митохондрий репродуктивных органов и систем деток-сикации печени, а также изменением процессов гликолитического превращения углеводов связано проявление отдаленных последствий, в частности гонадотоксического эффекта при действии цинка. Сопоставление данных биохимического исследования с выраженностью гонадотоксического эффекта цинка позволяет рекомендовать использовать результаты определения активности лизосомальных ферментов и показателей окислительно-восстановительного обмена углеводов в тканях, сыворотке крови и семенной жидкости в качестве дополнительных биохимических критериев оценки вредного действия цинка в гигиенической практике.
ЛИТЕРАТУРА
.Зернов Н. Г., Юрков Ю. А. Биохимические исследования в педиатрии. М., 1969, с. 218— 220.
Леонов В. А., Дубина Т. Л. Цинк в организме человека и животных. Минск, 1971. ■Липская Т. Ю. — Биохимия, 1968, т. 33, № 4, с. 867—873.
Меркурьева Р. В., Шатерникова И. С., Аулина Б. В. и др. — В кн.: Гигиенические
аспекты охраны окружающей среды. М., 1976, вып. 3, с. 22—24. Меркурьева Р. В., Проценко Е. И., Бушинская Л. И. и др. — Бюлл. экспер. биол., К- 1976, № 10, с. 1221—1223.
Мешкова Н. П., Северин С. Е. Практикум по биохимии животных. М., 1950, с. 181 —182.
Abdulla М. J., Haeger A., Svenson S. — Enzyme, 1977, v. 21, p. 248—252.
Don M., Masters C. J. — Int. J. Biochem., 1976, v. 6, p. 215—220.
Fishman W. H., Springer В., Brunetti R. — J. biol. Chem., 1947, v. 173, p. 449—456.
Meraly Z., Singhal R. L. — Brit. J Pharmacol., 1976, v. 57, p. 573—579.
MilsonA. W. WynnC. H. — Biochem. Soc. Transact., 1973, v. 6, p. 426—428.
Oisuka N.. Kishimoto Т., Nagita T. — Acta histochem. cytochem., 1976, V. 9, p. 107—110.
Поступила 17/VIII 197? r.
BIOCHEMICAL STUDIES OF LYSOSOMAL AND CYTOSOL ENZYMES IN TISSUES AND BIOLOGICAL FLUIDS OF RATS INGESTING ZINC IN DRINKING WATER
R. V. Merkurieva, G- N. Krasovsky, Z. /. Koganova, /. S. Shaternikova, S. P. Varshavskaya, /. N. Konstantinova, L. /. Bushinskaya, E. I. Protsenko, L. A. Shchedrina
Biochemical studies of enzymes of different cellular localizations (those associated with lysosomes and those soluble in cytosol) in various tissues and biological fluids of rats ingesting zinc in drinking water have shown that one biological mechanism whereby zinc produces adverse effects is its action on the function of lysosomal membranes of the liver and gonads and on that of liver mitochondria. It is recommended that the activities of lysosomal enzymes and indices of oxidative-reductive carbohydrate metabolism in tissues and biological fluids be used as additional biochemical criteria in hygienic evaluations of harmful effects produced by zinc.
