CC BY
4
УДК 613.633:663.12/.I4]-D7
В. И. Немыря, Т. И. Бонашевская, Л. М. Чабан, В. В. Колесникова, H.H. Беляева, Н. Б. Кумпан, Л. И. Лазуткина
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ПЫЛИ КОРМОВОГО БЕЛКА ПРИ ИНГАЛЯЦИОННОМ ПУТИ ПОСТУПЛЕНИЯ
НИИ обшей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Микробиологическая промышленность является одной из перспективных и быстроразвивакмцихся отраслей народного хозяйства. Партия и правительство нашей страны уделяют большое внимание ее развитию, о чем свидетельствуют постановление ЦК КПСС и Совета Министров «О дальнейшем развитии производства кормовых добавок, средств защиты растений и другой продукции микробиологической промышленности», Продовольственная программа и другие важные документы.
Наиболее массовым видом белковой микробиологической продукции являются кормовые дрожжи, использование которых в качестве кормовых добавок позволяет значительно повысить продуктивность животноводства. В связи с этим перед гигиенистами стоит ответственная задача — уменьшение загрязнения окружающей среды специфическими выбросами производства кормовых дрожжей, что позволит снизить опасность неблагоприятного влияния биологического загрязнения на здоровье человека.
Исследования последних лет позволили подойти к изучению общих закономерностей биологического действия кормового белка на организм.
При определении особенностей влияния белок-содержащей пыли на организм были поставлены следующие задачи: изучение токсиколого-аллерги-ческой характеристики препарата, выявление морфологических и гистохимических изменений при действии различных концентраций кормового белка.
Исследованию был подвергнут ряд физиологических показателей: частота дыхания, частота сердечных сокращений, суммационно-пороговый показатель (СПП), состав периферической крови. Сенсибилизирующее действие изучали в несколько этапов с использованием методов аллергодиагно-стики: однократных внутрикожных инъекций, создания анафилактического шока, конъюнктиваль-ных и кожных проб, реакции специфического лизиса и агломерации лейкоцитов соответственно (РСЛЛ и РСАЛ), измерения титра специфических антител в нейтрофилах крови в реакции пассивной гем-агглютинации (РПГА), реакции усиления пиро-нинофилии лейкоцитов (РУПЛ). При исследовании иммунологического статуса организма определяли также показатели естественной резистентности организма: титр комплемента, уровень лизоцима. В опытах применен ультразвуковой аллерген С. иННв.
Для выявления общетоксического и аллерген-
ного эффекта в ответ на воздействие чужеродного агента ценны морфологические исследования органов и систем. Для морфологического анализа были взяты легкие как первый барьер на пути веществ, проникающих в организм со вдыхаемым воздухом, печень — основной орган детоксикации чужеродных соединений и с учетом сенсибилизирующих свойств изучаемого препарата селезенка — один из органов лимфоидной системы. Кроме того, в печени определяли реакцию на воздействие элементов ретикулоэндотелиальной системы (РЭС), участвующей в депонировании, детоксикации и удалении из организма вредных веществ. Гисто-структурные изменения и морфометрическнй анализ в тканях подопытных животных изучали на препаратах, окрашенных гематоксилином и эозином. Измеряли содержание нуклеиновых кислот в клетках, активность окислительно-восстановительных ферментов цикла Кребса, гликолиза, гексозомоно-фосфатного шунта (сукцннатдегидрогеназы —СДГ, лактатдегидрогеназы — ЛДГ, глюкозо-б-фосфат- * дегидрогеназы — Г-6-ФДГ) и активность гидролитических ферментов — кислой фосфатазы (КФ), содержащейся в лизосомах, и аденозинтрнфосфата-зы (АТФазы), участвующей в биоэнергетических процессах.
В качестве тест-объекта была выбрана белоксо-держащая пыль из этанолусваивающих дрожжей С. иМПв (белково-витаминный концентрат). Концентрацию белка в камерах определяли по методу Лоури в модификации Шактерле и Полак; кроме того, пыль препарата определяли весовым методом с использованием фильтров АФА-В-18. Объектом биологического изучения являлись морские свинки светлой масти, крысы и кролики.
Проведены острый и хронический эксперименты, в которых при соответствующих режимах ингаляционной затравки испытаны различные концентрации белоксодержащей пыли.
Для установления токсичности вещества при однократном воздействии на организм проведено определение ЬО50 на животных двух видов (кроликах и белых крысах). Продукт вводили в виде водной суспензии внутрижелудочно. За животными наблюдали в течение 2 нед.
Было установлено, что препарат не оказывает токсического действия при поступлении в желудок кроликов в дозах до 20 г/кг и крыс в дозах до 5 г/кг.
Местное действие оценивали путем однократного нанесения вещества на кожу кроликам и морским свинкам в виде водной суспензии (5, 10 и 25%)
с последующим наблюдением за ними в течение
1 и 16 ч. Изменений при этом не выявлено. После "длительного (2 нед) ежедневного нанесения суспензии в испытанных дозах обнаружено действие 25 % концентрации. У некоторых животных через 3—4 дня появилось изменение кожного покрова в виде покраснения, которое исчезало на 2-й неделе. По классификации местного действия на кожу, изучаемый препарат можно отнести к I классу (веществам, оказывающим слабораздражающее действие).
Для первичной оценки аллергенной активности препарата в наружную поверхность уха морских свинок вводили 0,02 мл раствора вещества, разведенного физиологическим раствором, а контрольным животным — 0,02 мл растворителя. Сенсибилизацию определяли на 12—14-е сутки после инъекции с помощью кожных проб. Подбор концентраций для тестирования осуществляли на 6—10 интактных морских свинках. Были испытаны растворы 20, 10, 1 и 0,1 % концентраций антигена. Для тестирования использовали максимальную концентрацию, не вызывающую видимой реакции у интактных животных через 24 ч после постановки кожной пробы.
В условиях проведенного опыта кожные пробы не вызывали видимой реакции у всех контрольных животных, в то время как в опытных группах у 56% животных была положительная реакция — проявление сенсибилизирующего действия препара-* та в виде эритемы диаметром 5—6 мм. Параллельно был применен экспресс-метод с конъюнктивальной пробой. Специфическая реакция сенсибилизации при постановке конъюнктивальной пробы с ультразвуковым аллергеном С. иППв (0,01% раствор) отмечена у 82% животных. Наличие специфической сенсибилизации после конъюнктивальной пробы и однократного внутрикожного введения вещества в наружную поверхность уха морских свинок послужило основанием для проведения аллерголо-гических исследований при однократном и многократном ингаляционном воздействии различных концентраций белково-витаминного концентрата из этанолусваивающих дрожжей.
В основном эксперименте ингаляционное воздействие на морских свинках осуществляли динамическим способом в пылевых камерах при однократном 4-часовом воздействии следующими концентрациями: 1,2 2,6 и 6 мг/м3 по белку пыли. Содержание белка в воздухе контролировали ежедневно. Хроническую ингаляционную затравку проводили при длительном (до 4 мес) прерывистом (4-часовая экспозиция 5 раз в неделю) воздействии воздуха, содержащего пыль в концентрациях 0,2,
2 и 10 мг/м3 (по белку).
При однократном ингаляционном воздействии на организм не отмечено статистически значимых различий между титрами комплемента в контрольных и опытных группах, хотя отмечена тенденция к снижению изучаемого показателя (от 0,68±0,03 ^о 0,58±0,05). Это, вероятно, объясняется тем,
что комплементарная активность сыворотки крови у подопытных животных снижалась не только в результате связывания комплекса антиген — антитело, но и, возможно, вследствие воздействия изучаемого препарата на клетки, синтезирующие те или иные фракции комплемента.
Роль лизоцима как гуморального фактора естественной защиты организма отмечена многими авторами. Результаты наших исследований по определению активности лизоцима в сыворотке крови позволяют отметить значительное ее снижение при воздействии большей из испытанных концентраций — 6 мг/м3 (по белку), что выражалось достоверным отличием от контроля на 14-е сутки опыта (/->1>0,001)- В группе животных, затравливаемых минимальной концентрацией (1,2 мг/м3), наблюдалось обратное: во все сроки исследований лизо-цимная активность сыворотки крови была значительно повышена по сравнению с контролем (в опыте на 14-й день 3,4±0,53%, в контроле 2,9± ±0,11%; в опыте на 30-й день 3,1±0,85%, в контроле 2,3±0,64%). Наши данные хорошо согласуются с результатами работ других авторов, которые наблюдали резкое снижение или даже исчезновение лизоцима в сыворотке крови при изучении влияния на организм многих веществ в значительных дозах и его активацию при пороговых и подпороговых воздействиях.
Титр специфических антител по РПГА у животных контрольной группы колебался в диапазоне 1:2—1:16. В связи с этим титр 1:16 (^24) был принят за фоновый, а превышение его расценивалось как положительная реакция этих показателей у подопытных животных. Как показали данные исследований, при всех испытанных концентрациях у них была положительная реакция на аллерген С. иИМв, которая отмечалась в зависимости от интенсивности воздействия в 46—84% случаев уже на 14-е сутки. Особенно высокий титр специфических антител (1:256) выявлен при действии максимальной концентрации — 6 мг/м3 (по белку). Однако необходимо указать, что при воздействии всех испытанных концентраций у подопытных животных наблюдалась большая вариабельность изучаемого показателя, т. е. ярко выраженная индивидуальная чувствительность. В последующие сроки титр специфических антител приблизился к контролю, исключение составил показатель, имевшийся при воздействии 6 мг/м3.
При определении сенсибилизации организма подопытных животных с помощью РУПЛ по разнице содержания РНК в лейкоцитах крови (в мазках, оценка в баллах), предварительно обработанной и не обработанной аллергеном, установлено повышение количества РНК при воздействии концентраций 2,5 и 6 мг/м3 (Я>0,001) в более поздние сроки развившейся сенсибилизации — к 30-м суткам.
Анализ результатов острого эксперимента показал, что через 1—2 нед после однократного 4-часового воздействия имелась тенденция к увеличению активности ЛДГ, СДГ и НАДФ при воз-
Таблица I
Изменения физиологических и иммуиоаллергологических показателей у морских свинок при многократном воздействии
белоксодержащей пыли в концентрациях 2 мг/м3 (А) и 10 мг/м3 (Б)
А Б
Показатели 0,5 нес 1 мес 2 мес 3 мес Ч мес В 0,5 мес I мес 2 мес 3 мес 4 мес В
¿Масса тела СПП
Гемоглобин Эритроциты Сегментоядерные лейкоциты Лимфоциты Лизоцим
Лизис лейкоцитов Агломерация лейкоцитов Пиронннофилия лейкоцитов Наличие антител в сыворотке крови
1 +
1 + \ +
1 +
\ +
1 +
\ + 1 +
1 + 1 +
\ +
1 +
1 +
1 +
1 +
\ +
1 + 1 + 1 +
1 + 1 +
\ +
1 +
Примечание, -{-статистически значимые результаты; | увеличение показателя; | уменьшение показателя; В — восстановительный период.
действии только большей концентрации вещества. Через 1 мес после затравки достоверно снижалась активность НАДФ (с 4,75±0,21 до 3,0±0,32 усл. ед.) у животных, подвергавшихся однократному воздействию большей концентрации (Р<;0,002). Малая и средняя концентрации вызывают тенденцию к уменьшению активности фермента (соответственно до 3,25 и 3,1 усл. ед.). Действие белка на ЛДГ и СДГ противоположно оказываемому на НАДФ. Кроме того, при воздействии малой концентрации происходило перераспределение активности этих двух ферментов, проявляющееся в повышении активности по периферии печеночной дольки (при постоянном уровне в центре). Такая гетерогенность распределения сохранялась и при воздействии больших концентраций, хотя в целом активность СДГ и ЛДГ не имела достоверных отличий от контроля. Таким образом, при увеличении
длительности воздействия белоксодержащей пыли активность ЛДГ и СДГ при воздействии малых концентраций возрастала, а при действии больших ьозвращалась к контрольному, уровню. Что касается НАДФ, то, наоборот, высокие концентрации вызывали снижение ее активности.
В хроническом эксперименте (воздействие в течение 4 мес и 1 мес восстановительного периода) наиболее интересную информацию дали результаты аллергоднагностических исследований (табл. 1) и гистоферментативного анализа (табл. 2).
Исследования кожно-аллергической реактивности организма подопытных животных, подвергавшихся многократному ингаляционному воздействию белка, показали, что внутрикожные пробы с ультразвуковым аллергеном С. иМИв были положительными менее чем у половины животных и выражались нечетко. Отмечалась лишь слабая гипе-
Таблица 2
Изменения морфологических и морфометрических показателей у морских свинок при многократном ингаляционном воздействии белоксодержащей пыли в концентрациях 0,2 мг/м3 (А), 2 мг/м3 (Б) и 10 мг/м3 (В)
Объект исследования Воздействие 4 мес Восстановительный период
Показатель контроль А Б В контроль А Б В
КФ Печень Р Легкое Р 2,8 ± 0,5 3,0±0.4 2,6 ± 0,7 >0,05 2 ,8 ± 0 ,6 >0,05 1 , 6 ± 0, 7 >0.05 2, 8 ± 0, 5 >0.05 1,8 ±0.59 >0, 05 3,0±0.3 >0. 05 4.0 4.4 ±0.2 4 , 0 ± 0 , 0 >0,05 5 , 0 ± 0, 5 >0.05 4 .0 ± 0,6 >0.05 4. 2 ± 0.4 >0.05 4.0 >0,05 3 ,6 ± 0, 5 >0,05
АТФаза Печень Р Легкое Р 3,0 3 ,8 ± 0 ,5 2,6 ± 0 ,3 >0,05 4,0 >0,05 3,6 ± 0, 7 >0,05 2, 8 ± 0, 2 >0,05 3 ,4 ± 0. 7 >0,05 4 ,0 3, & ± 0 , 2 4.0 >0.05 3,4 ±0.2 >0,05 4,0 >0.05 4,0±0.3 >0.05 4, 0 ± 0 , 0 >0,05 4,4 ±0.4 >0.05
РЭС печени (соотношение белой и красной пульпы) Печень Р Легкое Р 47 ,3 ± 2, 5 0, 25 ± 0,04 28,3± 1,2 <0,001 0,35 ± 0,05 >0,05 34 ,5 ± 5, 3 >0.05 0, 3 ± 0 , 04 >0,05 41 ,4±4.8 0,3 ± 0,04 29,0 ±4. 2 >0.05 0,28 ± 0.03 >0.05 34.7 ± 5,4 >0.05 0.4 ± 0.03 <0,05
ремия (диаметром 4—5 мм), что свидетельствовало ^ о невысокой кожной реактивности при воздействии изученного препарата.
Наиболее информативными оказались показатели изменения клеточной реактивности организма. Так, у животных, подвергавшихся запылению белоксодержащей пылью в концентрации 10 мг/м3, выявлены статистически достоверные изменения в сравнении с контролем на 14-е и 30-е сутки воздействия ряда показателей: агломерация лейкоцитов (/>>0,001 и <0,05), усиление пиронино-филии лейкоцитов (Р<0,05 и <0,01). На 14-е сутки лизис лейкоцитов также был значительным (125% по сравнению с контролем), хотя статистическую разницу не удалось подтвердить из-за большой вариабельности индивидуальных случаев. Динамическое определение лизоцима как фактора естественной защиты организма показало, что почти во все сроки исследований данный показатель у морских свинок был значительно (до 56—58%) снижен по сравнению с контролем.
Проведенные морфологические исследования позволили установить определенные различия между показателями контрольных и подопытных животных, характеризующие токсический эффект вещества, связанный с деструктивными процессами в клетках.
В клетках печеночной паренхимы отмечены тенденция к активации ферментов цикла Кребса к (СДГ) и угнетение ферментов гликоза и пентоз-ного шунта (ЛДГ и Г-6-ФДГ).
Морфологическое исследование селезенки, позволяющее установить изменения соотношения объемов белой и красной пульпы в этом органе (см. табл. 2), показало высокую реактивность лимфоид-ной ткани подопытных животных, что нашло дополнительное подтверждение в наличии крупных реактивных центров в фолликулах, множественных фигурах кариокинеза, усилении активности клеточных элементов красной пульпы (преобладание открытых синусов, гиперплазия ретикулярной ткани).
У подопытных животных в легких (чаще в субплевральных отделах) имелись лимфоидно-гис-тноцитарные инфильтраты. В отдельных случаях (при воздействии большой концентрации) обнаружены секрет в просвете бронхов и десквамацня эпителиоцитов, участки метаплазии цилиндрического бронхиального эпителия в одноклеточный плоский. Формирование лимфоцитарных узелков в легких характеризовало повышение реактивности клеток этого органа, являвшегося в данном эксперименте входными воротами вещества. По-видимому, с изменением иммунного статуса связаны также гиперплазия лимфоцитов в составе белой пульпы селезенки, гиперплазия ретикулярной ткани красной пульпы, а также увеличение числа открытых синусов, обилие в них макрофагов. Все это свидетельствовало об активизации защит-I ных систем организма.
Таким образом, установлено, что белоксодержа-щая пыль из этанолусваивающих дрожжей C.utilis оказывает общетоксическое и сенсибилизирующее действие. Процесс сенсибилизации проявляется в течение первых 30 сут воздействия. Экспериментальные исследования по изучению биологического действия этого препарата при ингаляционном поступлении в организм животных показали, что в больших (6—10 мг/м3) концентрациях (по белку) он вызывает выраженную сенсибилизацию как при многократном, так и при однократном воздействии. Комплексное иммунологическое исследование позволило выявить наличие циркулирующих антител против дрожжеподобных грибов С. utilis, изменение клеточной и в меньшей степени кожной реактивности.
Проведенные исследования показали, что при ингаляционном воздействии пыли белково-вита-минного концентрата у морских свинок наблюдались групповые реакции различной выраженности в зависимости от интенсивности воздействия.
Данные экспериментов позволили подтвердить сенсибилизирующие свойства препарата и при более низких (2—2,5 мг/м3) концентрациях (по белку). Анализ результатов показал, что для выявления сенсибилизации организма при кандида-аллергии оптимальная продолжительность воздействия 30 сут, сроки тестирования 14—30 сут. Общетоксический эффект проявляется в основном после воздействия больших концентраций и более длительного (2—3 мес) воздействия. Перечисленные нарушения гистоструктурной организации важнейших биосистем организма под влиянием белково-витаминного концентрата также свидетельствуют о том, что это вещество при ингаляционном пути поступления оказывает как общетоксическое, так и аллергенное действие.
Исходя из полученных данных, можно рекомендовать исследованные нами системы в качестве чувствительных при анализе действия белково-витаминного концентрата. На наш взгляд, усиление пиронинофнлии лейкоцитов заслуживает особого внимания и является весьма чувствительным и показательным тестом при выявлении уже развившейся сенсибилизации. Так как сенсибилизация организма при воздействии белоксодержащей пыли индуцируется преимущественно по замедленному типу, для экспресс-диагностики можно использовать клеточные реакции с аллергеном. Информативным методом является морфометрический анализ — определение соотношения объемов белой и красной пульпы, числа клеток РЭС. Однако мы считаем необходимым при изучении аллергенного эффекта морфологические методы сочетать с применением специальных иммунологических тестов.
Поступила 09.08.83
Summary. General patterns of the biological effects produced by feed protein on the test animals given the substance inhalationally are considered. The preparation was found to produce both general toxic and sensibilizing ef-
fects. General toxic effect was manifest primarily after exposure to high concentrations and in long-term (2— 3 months) inhalational exposures. Sensitization is observed during the first 30 days of the treatment, particularly, in the exposure to high-level concentrations (6—10 mg/m3 in terms of protein). Complex immunological research enabled the authors to establish the presence of circulating antibodies to yeast-like fungi C. utelis (byproducts of the
test agent), changes in the cellular and, to a lesser degree, in the skin reactivity. Reaction of the reinforcement of -leucocytic pyroninoiilia proved to be a fairly sensitive and * informative indicator to identify sensitization that has been developing. Morphometric analysis — determination of the ratio of white and red splenic pulp volume*. number of cells in the reticuloendothelial system — can also be regarded as an informative method.
УДК 613.2:613.99]: 637.] 13
Т. Р. Лепешкина
ФИЗИОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСЛОВИЙ ТРУДА ЖЕНЩИН, ЗАНЯТЫХ НА СОВРЕМЕННЫХ МОЛОЧНОТОВАРНЫХ ФЕРМАХ
Киевский НИИ гигиены труда н профзаболеваний
Имеющиеся в литературе отдельные сообщения (Ахундов В. Ю. и др., 1982; Орловская Э. П., 1981) свидетельствуют о том, что условия труда на современных молочнотоварных фермах (А\ТФ) характеризуются наличием ряда производственных факторов, неблагоприятно влияющих на работоспособность и состояние здоровья животноводов. Это неблагоприятный микроклимат, повышенные концентрации в воздушной среде животноводческих помещений химических веществ (аммиака, сероводорода), пыли животного и растительного происхождения, микробной и грибковой флоры. А. А. Клименко и соавт. (1982) и др. отмечают у женщин-животноводов более высокую частоту заболеваний периферической нервной системы, опорно-двигательного аппарата, верхних дыхательных путей, воспалительных заболеваний женских половых органов.
Целью данной работы являлось изучение на основе комплексных эпидемиологических исследований условий труда, быта, работоспособности и состояния здоровья работниц, занятых в данной сфере сельскохозяйственного производства.
Условия труда и быта изучали с помощью специально разработанной анкеты путем опроса 700 женшин в возрасте 18—59 лет, работающих на МТФ 15 сельскохозяйственных населенных пунктов УССР. Гигиенические исследования включали замеры параметров производственного микроклимата в различные периоды года, шума, освещенности, определение содержания в воздухе рабочей зоны газов (аммиака, сероводорода, углекислого газа), пыли, микробной и грибковой загрязненности.
Для оценки тяжести и напряженности труда использовали как профессисграфические, так и физиологические критерии. На 3 базовых хозяйствах в динамике смены измеряли отдельные показатели высшей нервной деятельности, гемодинамики, мышечной работоспособности. В физиологических исследованиях участвовало 55 доярок в возрасте 35—45 лет со стажем работы от 12 до 18 лет. Полученные данные обработаны па ЭВА\ серии ЕС-1022.
Анкетный опрос показал, что работницы не удовлетворены условиями труда. Указывалось на низкую температуру и сквозняки в холодной период года (72,1%), наличие газов и пыли в воздухе рабочей зоны (64,4%), контакт с комбикормами (80,8%), выполнение производственных операций в неудобной рабочей позе (84,7%).
Анализ оценки степени тяжести труда по возрастным интервалам показал, что если в группе 18—29-летних 20,6% доярок оценили свой труд как тяжелый, то среди женщин более старшего возраста процент оценивающих производственную на- „ грузку как тяжелую выше (52,8). При характеристике напряженности труда 62,6% работниц оценили работу как умеренно напряженную, 20,3% — как напряженную.
Установлено, что наиболее выраженные изменения микроклимата отмечались в холодный период года: температура воздуха колебалась от 8 до до 15 °С, относительная влажность — от 65 до 80%, подвижность воздуха — от 0,01 до 0,5 м/с. Содержание газов в воздухе рабочей зоны в большинстве случаев не превышало ПДК по ГОСТу 12.1.005—76. Наибольшая концентрация аммиака и сероводорода обнаружена в животноводческих помещениях в зимний период утром, когда закрыты все оконные и дверные проемы. Содержание пыли было в пределах 0,2—3 мг/м3, увеличиваясь во время раздачи сухих концентрированных кормов, уборки помещений и повышенной двигательной активности животных до 50 мг/м3.
Микрофлору животноводческих помещений составляют преимущественно сапрофитные и условно-патогенные формы: гноеродные кокки, золотистый и белый стафилококк, гемолитический стрептококк, протей и бактерии группы кишечной палочки. Из грибковых форм наиболее часто встречались плесневые и лучистые грибы. Число микробов в помещениях ферм достигало 10 000 и более, спор грибов от 5000 до 20 000 в 1 м3 воздуха.
Работа в помещениях коровников зачастую проводится при низком уровне освещенности. Коэффициент естественного освещения 0,06—0,08%, ис- |
