CC BY
4
ких ворсин хориона — функционально наиболее значимых компонентов фетальной плаценты, снижению их васкуляризации, повышению экструзии синцитиотрофобласта, более выраженным, чем в норме, инволютивным изменениям. Наряду с этим отмечается ряд изменений компенсаторно-приспособительного характера, обес-печивающих^ нормальное развитие и завершение беременности, рождение доношенного ребенка. К числу таковых относятся увеличение удельного объема межворсинчатого фибриноида, играющего защитную роль и отражающего антигенные свойства плаценты [12], истончение син-цитиального покрова, субэпителиальная локализация гемокапилляров в концевых ворсинах, увеличение числа синцитиальных узелков — зон активной резорбции.
Важно отметить, что плаценты женщин, проживающих в условиях повышенного атмосферного загрязнения, обнаруживают признаки некоторого угнетения их компенсаторно-приспособи-тельных возможностей.
Литература
I. Бонашевская Т. И., Рахманин Ю. А., Ламентова Т. Г. и др. // Гиг. и сан,—1983,—№ 1.—С. 20—23.
2. Бонашевская Т. И., Ламентова Т. Г., Шмаков Г. С. и др. // Арх. анат,— 1985,— № 2,— С. 72—76.
3. Вихляева Е. М., Авдеева Т. В., Бадоева Ф. С. и др. // Акуш. и гин,— 1981,— № 3.— С. 9—12.
4. Вихляева Е. М., Ходжаева 3. С. // Там же.— 1984.— № 6.— С. 18—24.
5. Гофмеклер В. А. // Гиг. и сан,— 1974.—'№ 9.— С. 7—9.
6. Железное Б. И., Авдеева Т. В., Ежова Л. С. // Акуш. и гин,— 1981.—№ 3,— С. 13—16.
7. Коськина Е. В. // Гиг. и сан,— 1989,— № 7,— С. 23-24.
8. Милованов А. П., Брусиловский А. И. // Арх. анат.— 1986,— № 8,— С. 72—77.
9. Пац Ю. С., Солдатова О. Г. // Плодо-материнские отношения к норме и патологии и их влияние на системогенез потомства.— Красноярск, 1983.— С. 81—92.
10. Пулатова М. Г. // Здравоохр. Таджикистана.— 1986.— № 3.— С. 22-25.
11. Тузанкина Е. Б. // Акуш. и гин.— 1971.— № 8.— С. 39-42.
12. Федорова М. В., Калашникова Е. П. Плацента и ее роль при беременности.— М., 1986.
' Поступила 03.07.90
Summary. Atmospheric air pollution can cause the oppression of the placentae fine structures development and of the adaptive abilities. These changes and its expression co-related with the level of air pollution.
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1991
УДК 613.636: |636.085.13:579.222.3| -07:612.017.1
Е. Р. Якимова, В. И. Немыря, О. В. Заремба, Л. X. Мухамбетова
ДИНАМИКА ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ОСНОВНЫХ ЗАЩИТНЫХ СИСТЕМ ОРГАНИЗМА В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ БЕЛКА ОДНОКЛЕТОЧНЫХ
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
В связи с интенсификацией производства кормового белка на основе микробиологического синтеза не исключена возможность опасного биологического загрязнения атмосферного воздуха, что может позлечь за собой неблагоприятные эффекты, в частности сенсибилизацию организма. Особого внимания при гигиенической оценке выбросов предприятий промышленного синтеза кормового белка требует исследование ранних этапов развития биоэффектов бе-локсодержащей пыли [4—6]. Ранее [3] было показано, что биохимические изменения на уровне печени предшествуют развитию кожно-аллергиче-ских реакций.
С учетом изложенного в настоящей работе было проведено комплексное цитобиохимическое изучение влияния продуктов белкового синтеза на состояние защитных систем организма: моно-нуклеарную фагоцитирующую систему, кровь, печень.
В качестве модельного вещества был использован эприн — белково-витаминный концентрат
(БВК) из этанолусваивающих дрожжей в различных концентрациях*: от 0,09 до 2,50 мг/м3. Режим воздействия выбран с учетом действующих концентраций ранее изученных белковых препаратов (паприна, гиприна и др.), а также уровней белкового загрязнения атмосферного воздуха на территории предприятий промышленного биосинтеза и прилегающих к ним районов. Для создания нужной концентрации белка в затравочной камере был подобран следующий режим подачи воздуха: скорость поступления непосредственно в камеру 30 л/мин, в дозатор 10 л/мин. Мелкодисперсный порошок был получен при помоле продукта на шаровой мельнице при скорости вращения 2 усл. ед. и времени помола 20 мин. Отбор проб воздуха из камер осуществляли с помощью электроаспиратора ЭА-30 на
* В настоящее время для БВК эпрнна определен уровень пороговой концентрации rio эффекту сенсибилизации, составляющий 0,041 м'г/м3.
фильтры АФА-ХП-20; скорость отбора проб воздуха 30 л/мин. Эксперимент проведен на имбредных белых крысах-самцах с массой тела 200—230 г и морских свинках-альбиносах (250—270 г). Всего использовано 192 животных, разделенных на 2 группы. 1-я группа (72 животных — крысы-самцы) включала 9 подгрупп (3 контроль-! ные, 6 опытных). Животных опытных подгрупп подвергали воздействию пыли БВК в концентрациях 0,44 и 2,5 мг/м3 в течение 1,7 и 30 сут. Выделение альвеолярных макрофагов у крыс, определение активности маркерных ферментов важнейших субклеточных структур в этих клетках: р-1Ч-ацетилглюкозаминидазы — АГ (лизосо-мы), р-глюкуронидазы — Г (лизосомы, микросомы), ацетилэстеразы — АЭ (микросомы), лактатдегидрогеназы — ЛДГ (цитозоль); подсчет количества макрофагов, оценку жизнеспособности и степени адгезии клеток к стеклу проводили методами, описанными ранее [7]. Параллельно определяли содержание малонового диальдегида (МД) [8] с использованием предварительной индукции процессов неферментативного перекис-ного окисления липидов инкубированием суспензии макрофагов в течение 30 мин при 37 °С с добавлением ионов Ре3+ (10 мМ) и аскорбата в концентрации 10 мМ. Содержание МД выражали в наномолях на 106 клеток, используя коэффициент молярной экстинкции окрашенного комплекса, равный 1,56-105 М-1 см"1 [8]. 2-я группа состояла из 120 животных (морских свинок-самцов), распределенных на 20 подгрупп (5 контрольных, 15 опытных). Животных опытных подгрупп подвергали хроническому воздействию биологической нагрузки в концентрациях 0,09, 0,5 и 1,5 мг/м3 в течение 10, 20, 30, 60 и 90 сут. Определение активности АГ, Г, АЭ, малатдегидро-геназы (МДГ) в печени и сыворотке крови проводили ранее описанными методами [2].
Изучение характера цитобиохимических изменений (в динамике биологического действия БВК на разных уровнях) функции защитных систем организма позволило отметить определенные особенности развития ответных реакций со стороны альвеолярных макрофагов, ткани печени, сыворотки крови у крыс и морских свинок в зависимости от воздействующей концентрации. Так, при уровне экспозиции БВК 0,44 мг/м3 на ранних этапах воздействия (1, 7 и 30 сут) не выявлено достоверных изменений в альвеолярных макрофагах, за исключением выхода из клеток АГ, активность которой в супернатанте возрастала по отношению к контролю соответственно на 141,8, 158,2 и 82,3 % (в контроле 7,9±М нмоль/мин -106 клеток). В то же время воздействие более высокой концентрации БВК (2,5 мг/м3) сопровождалось развитием острой фазы защитных реакций со стороны мононуклеар-ных фагоцитирующих клеток, выражающейся в том, что уже через 24 ч содержание МД
достоверно увеличилось на 74,3 % по сравнению с контрольным уровнем (1,01 ±0,10 нмоль/минХ X Ю6 клеток). Эти изменения могут свидетельствовать о ранней индукции перекисного окисления липидов в альвеолярных макрофагах. Наряду с этим установлено существенное снижение активности Г в клетках на 90 % по сравнению с контролем (1,11 ±0,08 нмоль/мин-106 клеток). Инактивация данного фермента, принимающего участие в расщеплении глюкуронидов, сопровождалась снижением количества клеток на 32,5 % по отношению к контролю [(2,06±0,20) -106 клеток в
I мл]. При увеличении времени воздействия БВК до 7 сут вышеуказанные изменения дополнялись снижением общей активности АЭ на 32,1 % (в контроле 4,92±0,54 нмоль/мин-106 клеток), ЛДГ на 30% (в контроле 79,3± ±7,94 усл. ед/106 клеток), адгезивной способности альвеолярных фагоцитов на 47 % (в контроле 75±1,06%). Через 30 сут биологического действия БВК. отмечено увеличение активности Г и АЭ (на 60 и 82% соответственно), сопровождавшееся дальнейшим нарастанием уровня МД на 140% (р<0,01) и выходом ЛДГ во внеклеточное пространство. При этом количество мононуклеарных фагоцитов было снижено на 40 % (р<0,001). Эти изменения сочетались с увеличением в исследуемые периоды экстрацеллюляр-ной активности АГ соответственно на 115,2 (р< <0,01), 60,8 и 190,9% (/><0,001), совпадающим по выраженности со сдвигами в активности данного фермента при воздействии БВК в более низкой дозе. Последнее может быть связано со спецификой взаимодействия фактора биологической (антигенной) природы с макрофагами в процессе развития мембранотропного эффекта, характеризующейся тем, что увеличение секреции АГ этими клетками может происходить селективно (при участии специализированных рецепторов клеточной поверхности) или сочетаться с выходом других маркерных ферментов (при более интенсивной деструкции клеточных мембран) [9]. Рассмотренные результаты дают возможность судить о проявлении защитных реакций в зависимости от уровня биологической нагрузки на альвеолярные макрофаги. При этом спектр описанных выше цитобиохимических нарушений может характеризовать механизм развития защитных реакций на разных стадиях выраженности биоэффекта: I стадия — проявление начальной декомпенсации защитной функции альвеолярных макрофагов (уровень воздействия БВК 0,44 мг/м3);
II — острая дисфункция клеточной системы защиты легких (в условиях интенсивного воздействия на уровне 2,5 мг/м3).'
Параллельно в ткани печени и сыворотке крови морских свинок установлено наличие ранних дозозависимых ответных реакций на воздействие БВК различной интенсивности (0,09, 0,5 и 1,5 мг/м3) в хроническом эксперименте (через 10, 20, '30, 60 и 90 сут). Об этом может сви-
детельствовать характер динамики активности АГ в сыворотке крови, зависящий от уровня и времени экспозиции белоксодержащей пыли. Так, на ранних этапах (10 и 20 сут) воздействия БВК в концентрации 0,09 мг/м3 значения изученного показателя в сыворотке крови оставались без изменения, в то же время увеличение интенсивности нагрузки (до 0,5 мг/м3) приводило к достоверному повышению активности фермента соответственно на 79,6 и 90,4 % соответственно (р<0,05) по отношению к контролю (17,9± ±2,2 нмоль/мин-мл), а возрастание концентрации БВК до 1,5 мг/м3 в те же сроки вызывало дальнейшее увеличение активности АГ (на 108,5 и 154%; р<0,001). На 20-е сутки в сыворотке крови отмечалось достоверное повышение активности ЛДГ (на 42,2 %; р<0,05) по сравнению с контролем (13,6±1,6 ммоль/(мин-мл) и МДГ (на 30,2%; р<0,05; в контроле 2,8±0,3 мкмоль/ /(мин-мл). Увеличение времени воздействия (до 30, 60 и 90 сут) пыли кормового белка в концентрации 1,5 мг/м3 приводило к временному (через 30 сут) нивелированию уровня выхода ферментов в кровь (в результате реадаптации), затем к повторному (через 60 сут) повышению активности АГ на 39,6% (р<0,01) (0,5 мг/м3), а также выраженному на этом этапе изменению активности данного фермента (на 66,8 %; р<0,01) при воздействии концентрации 0,09 мг/м3.
Наряду с этим в ткани печени морских свинок в наиболее ранние сроки развития биоэффекта БВК — через 10—20 сут воздействия (0,5 и 1,5 мг/м3) был также выявлен пик нарастания свободной активности Г и АГ. Эти изменения сменялись спадом (через 60 сут) и повторным достоверным повышением ферментативной активности в ткани печени через 3 мес ингаляции, что составляло 0,187±0,012 и 0,209± ±0,018 мкмоль/мин на 1 г ткани соответственно по отношению к контролю — 0,131± ±0,009 мкмоль/мин на 1 г ткани (для Г), а также 1,121 ±0,067 и 1,194±0,05 мкмоль/мин на 1 г; в контроле 0,947±0,053 мкмоль/мин на 1 г (для АГ). Система выявленных изменений, связанных с попеременным спадом и нарастанием биохимических сдвигов в ткани печени и сыворотке крови при хроническом воздействии белоксодержащей пыли, позволяет сделать вывод об отсутствии адаптации [1] на уровне изученных защитных механизмов.
Выводы. 1. В качестве тест-характеристики начальных этапов деструкции биомембран при воздействии БВК может быть рекомендован комплекс индикаторных биохимических показателей степени высвобождения ферментов из клетки: определение активности p-N-ацетилглюкозаминидазы, р-глюкуронидазы, малат- и лактатдегидрогеназы (в порядке приоритетности).
2. Выраженность изменений защитных меха-
низмов отражает различную степень проявления биохимических сдвигов, характеризующихся ступенчатостью или обратимостью фаз при развитии адаптивно-компенсаторных реакций во времени.
3. Развитие острой дисфункции альвеолярных макрофагов может быть связано с преимущественным влиянием фактора усиления биологической нагрузки по отношению к временному, что выражается в сочетании интенсивного нарастания изменений с расширением спектра функциональных нарушений, выявленных с помощью комплекса унифицированных цитобиохи-мических тестов (содержание малонового диаль-дегида, общая активность p-глюкуронидазы, аце-тилэстеразы, лактатдегидрогеназы, количество альвеолярных макрофагов и адгезивная способность этих клеток).
4. Результаты проведенного сравнительного изучения динамики развития биоэффектов БВК на уровне исследованных неспецифических реакций защитных систем могут быть использованы при оценке резистентности организма в экспериментальных и натурных условиях в целях совершенствования гигиенического нормирования.
Литература
1. Воложин А. И., Субботин 10. К. Адаптация и компенсация — универсальный биологический механизм приспособления.— М., 1987.
2. К оценке по системе биохимических, морфологических, иммунологических и физиологических показателей ранних изменений функциональных реакций организма человека при воздействии факторов окружающей среды: Метод, указания,— Пермь, М., 1986.— С. 7—II.
3. Мухамбетова Л. А'., Коганова 3. И., Сидоренко С. Г., Габдуллина М. X. // Гиг. и сан,— 1987,— № 8.— С. 23-25.
4. Немыря В. И. // Гигиенические аспекты изучения биологического загрязнения объектов окружающей среды.— М.. 1988,— Ч. 2,— С. 43—46.
5. Сидоренко Г. И., Прокопенко Ю. И., Корнеев Ю. Е. // Теоретические и методические вопросы изучения влкяния факторов окружающей среды на здоровье населения.— М„ 1983,- С. 3—15.
6. Сидоренко Г. И., Немыря В. И. // Гиг. и сан.— 1984,— № 3,— С. 4—6.
7. Система биохимических, цитологических, цитохимических и электронно-микроскопических критериев оценки функционального состояния альвеолярных макрофагов человека и экспериментальных животных при воздействии факторов окружающей среды: Метод, рекомендации.— М., 1983.— С. 13-19.
8. Стальная И. Д., Гаришвили Т. Г. // Современные .методы в биохимии.— М., 1977,— С. 66—68.
9. Stefan R.. Lemiart В.. Larsloj М. et al. // Enzyme.— 1984,— Vol. 31, N 2,- P. 104—114.
Поступила 22.06.90
S u m m a r y. In the present work the results of study in functional and metabolic reactivity of protective systems are summarized. The early stages of the biological actions of protein-vitamin concentrates obtained from ethanolutilizing easts by means of unified test-system were studied.
