CC BY
5
УДК 614.716 +613.633]:662.613.111-07:616.24-008.953-008.13-092.9
В. К. Ковальчук
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ УГОЛЬНОЙ ЗОЛЫ ТЭС НА СОСТОЯНИЕ АЛЬВЕОЛЯРНЫХ МАКРОФАГОВ
У КРЫС
Московский НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
Альвеолярные макрофаги (АМ), являющиеся одним из основных звеньев системы защиты легких от воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды, в значительной мерс обеспечивают нормальное функционирование организма. Характерными особенностями данных клеток являются их фагоцитарная активность, участие в процессах клеточного иммунитета, осуществление деструкции и удаления сурфактанта с легочной поверхности и др. [1, 2, 8]. Простота получения жизнеспособных макрофагов из организма и удобство манипуляций с ними определили широкое применение АМ в цитологических исследованиях, особенно при изучении патогенного действия пылевидных материалов.
В настоящей работе определялась реакция альвеолярного фагоцитоза в ответ на ингаляционное поступление витающей золы ТЭС, сжигающей "ТТурые угли Средне-Сибирского месторождения. Экспериментальные исследования выполнены на 23 белых беспородных крысах-самцах массой 180—220 г. Животные в течение одного месяца подвергались круглосуточному воздействию высокоднсперсно-го аэрозоля золы в концентрации 0,66 мг/м3 и 7,87 мг/м3, в котором содержание частиц размером до 3 мкм составляли 97,8 %. Изучаемая зола, согласно проведенным анализам, состоит из комплекса двуокиси кремния и алюминия с соединениями щелочноземельных и тяжелых металлов [5, 14], ионы которых способны проникать в биологические жидкости. Отличительной особенностью данной пыли является весьма значительное содержание окиси кальция (37,5%).
Методические указания по технике получения смывов из органов дыхания, а также по количественной оценке клеточного состава промывных вод (лаважа) заимствованы нами из работ [3, 7]. Жизнеспособность АМ определялась по методу [12], основанном на окрашивании 0,1 % раствором трипанового синего только погибших клеток. Для более полной характеристики цнтотоксического эффекта витающей золы была исследована зависимость изменения площади ядра АМ от величины действующей концентрации. Определение площадей ядер АМ осуществлялось в камере Горяева. При помощи светового микроскопа, снабженного окуляром-микрометром, измерялись наибольший и наименьший диаметры ядер 100 клеток, по которым в дальнейшем вычислялись средние диаметры (О). Проекционная площадь ядра (в мкм2) подсчитывалась по формуле 5 = лЭг/4.
Материалы, полученные в ходе проведения работы, подвергались статистической обработке методом вычисления
Показатели состояния альвеолярных макрофагов крыс при ингаляции витающей золы ТЭС
Показатель Группа жинотных Концентрация, мг/м'
0,66 ±0,05 7,87 ± 0,22
Абсолютное число АМх 1 0' Отношение НЛ/АМ Жизнеспособность АМ. % Площадь ядра АМ, мкм* Опыт Контроль Опыт Контроль Опыт Контроль Опыт Контроль 2,101 ±0.357 1 ,390 ± 0.24 2 0.238 ± 0.047 0. 124 ±0.044 94. 75 ±1.51 95,57± 1 .02 122.91 ±6.30* 97,58 ± 6,39 4.811±1.008 3.464 ±0,669 0,269 ± 0, 104 0.!38±0,003 96.40±0,40* 98.24 ±0, 19 85,75 ± 0,83* 88 , 28 ± 0, 64
* Различия статистически достоверны.
среднеквадратичсского отклонения. Достоверность данных оценивалась по таблице распределения Стьюдента.
Результаты исследований состояния мононуклеарных фагоцитов органов дыхания представлены в таблице. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что организм опытных животных в ответ на пылевое воздействие двух заданных уровней не отреагировал достоверным увеличением числа АМ в легочном лаваже. Интенсивность фагоцитоза, отражающая процент участия свободных макро-фагальных элементов легкого в акте фагоцитоза, при вдыхании 0,66 мг/м3 золы составляла 80,9 % и незначительно отличалась от аналогичного показателя, равного 85,7 %, полученного при экспозиции концентрации 7,87 мг/м3, т. е. почти в 11 раз большей по величине. Этот факт, очевидно, свидетельствует о наличии достаточного резерва в фагоцитарной емкости уже участвующих в упомянутой реакции АМ, поэтому дополнительные клетки в данный процесс не включаются. ,
Интересным показателем, использованным нами в р^ боте, является отношение содержания нейтрофнлов в пи-важе к числу альвеолярных макрофагов (НЛ/АМ), отражающее на основании экспериментальных материалов [6, 11] уровень гибели АМ в результате поглощения ими цнтотоксичных веществ. Величина отношения НЛ/АМ, согласно результатам этих исследований, регулируются продуктами разрушения макрофагов, которые отвечают за протекание реакции альвеолярного фагоцитоза на различных се этапах, в том числе за компенсаторную мобилизацию нейтрофильных лейкоцитов.
Согласно результатам выполненных исследований, различия между опытными и контрольными группами по величине отношения НЛ/АМ были недостоверны, вероятно вследствие большой вариабельности этого показателя.
Об отсутствии выраженных цитотоксических свойств у изучаемого аэрозоля свидетельствует весьма незначительное по отношению к контролю снижение (на 1,9%, Р<0,01) жизнеспособности легочных макрофагов при экспозиции 7,87 мг/м3 золы, несвойственное для действия биологически агрессивных кремнесодержащих пылей [17]. Малая токсичность, вероятно, является общим признаком класса золовых пылей ТЭС, сжигающих уголь, так как их неблагоприятное действие на организм животных не выражалось в каком-либо повышении выработки костным мозгом гранулоцитомоноцитарных предшественников АМ, набт людаемом при интенсивном разрушении фагоциив^ [16, 19].
Отмеченный факт достоверного снижения процента жизнеспособных АМ при воздействии относительно высокой концентрации золы не может рассматриваться и как проявление естественного отмирания кониофагов от перегруженности их инертным материалом, так как, согласно [4], в основе этого механизма лежит чрезмерная гипертрофия внутриклеточных органелл уже неспособных нормально функционировать, в то время как гибель клеток в данном случае наблюдалась на фоне гипотрофии ядер (см. таблицу) и в условиях небольшой «пылевой нагрузки». Единичный макрофаг в среднем содержал только 7 тон ких частиц.
Таким образом, по вышеперечисленным показателям реакция мононуклеарных фагоцитов при ингаляции угольной золы напоминает действие так называемых инертных пы
лей.
Определенной новизной в этой работе является акцентирование внимания на изменении площадей ядер АМ в зависимости от величины действующей концентрации золы,
т
^мультаты исследований противоречивы: при экспозиции ^,66 мг/м3 пыли проекционная площадь ядер макрофагов увеличивалась на 25,9 % (Р<0,02) по отношению к контролю, а при концентрации 7,87 мг/м3 уменьшилась на 2,9 % (Я<0,05). Необходимо указать, что колебания в площадях ядер АМ имели место при неизмененной величине популяции свободных клеточных макрофагов. Данное обстоятельство исключает возможное искажение проведенных измерений за счет притока в легкие незрелых, более мелких форм мононуклеарных фагоцитов.
Известно, что размеры ядер прямо пропорционально зависят от функционального состояния клеток и регулируются сложными механизмами, связанными с синтезом нуклеиновых кислот, не входящих в ДНК белков, и с изменением содержания воды и солей в кариоплазме [10, 13]. Это свидетельствует о стимуляции функций АМ при вдыхании крысами золы в концентрации 0,66 мг/м3 ТЭС и об угнетении этих функций в случае воздействия максимальной концентрации — 7,87 мг/м3.
Выявленная нами разнонаправленность и степень изменения размеров ядер АМ при различных уровнях концентрации витающей золы, возможно, обусловлена фазами развития адаптационных механизмов и изменением функционального состояния АМ в ответ на воздействие неблагоприятных факторов внешней среды. Наличие четырех фаз компенсаторных механизмов у АМ установлено [7, 9] на примере нарушений активности нх цнтоплазматических ферментов при ингаляции крысами Ы02 и БО?. По аналогии с исследованиями [7, 9], отмеченное нами увеличение •Вер у фагоцитов при экспозиции 0,66 мг/м3 изучаемого аэрозоля, вероятно, является начальной стадией цитоток-сичсского эффека золы, а именно фазой активной защитной реакции клетки.
Таким образом, из результатов проведенных исследований следует, что, несмотря на присутствие в составе угольной золы ТЭС двуокиси кремния, ее действие на АМ крыс не имеет выраженного цитотоксического характера, свойственного фиброгенным пылям (по причинам, изложенным нами ранее [5]). Установленные нарушения в морфологии легочных макрофагов, очевидно, могут быть результатом совместного эффекта растворимых форм тяжелых металлов, способных подавлять жизнеспособность данных клеток, синтез нуклеиновых кислот [15, 18, 20], и больших количеств щелочноземельных компонентов золы.
Необходимо отметить, что изменения в АМ происходили при уровне воздействия изучаемого вещества, близком к действующей в стране максимальной разовой ПДК для взвешенных веществ, к которым в настоящее время отно-
УДК 613.481:615.281-07:616.5-002.3-084
Антимикробные текстильные материалы находят все более широкое применение в медицине [1, 2, 4, 5] и народном хозяйстве. В настоящее время созданы шерстяные материалы [3], обладающие антимикробными свойствами в отношении различных форм микроорганизмов.
Задачей настоящего исследования являлось изучение эффективности использования антимикробных шерстяных изделий (белья и носков) для профилактики и лечения гнойничковых и грибковых поражений кожи.
С этой целью были проведены клинические испытания шерстяных носков, содержащих 0,9 % ионов меди, и носков, содержащих 1 % 5-нитрофурнл-2-акролеина (НФА), а также нательного белья, содержащего НФА, химически присоединенный к шерстяному волокну (этот препарат используется в качестве полупродукта для синтеза лекарственных средств).
Под наблюдением находилось 39 больных, из которых
сят золовыс пыли, поэтому необходимы дальнейшие исследования, направленные на уточнение величины не действующей на организм концентрации витающей золы ТЭС.
Литература
1. Аллисон А. К.— В кн.: Загрязнение воздуха и легкие. М„ 1980, с. 50—77.
2. Березовский В. А., Горчаков В. Ю. Поверхностно-активные вещества легкого. Киев, 1982.
3. Быховский А. В., Комовников Г. С. — В кн.: Патогенез пневмокониозов. Свердловск, 1970, с. 341—361.
4. Величковский Б. Т. Фнброгенные пыли: Особенности строения и механизма биологического действия. Горький, 1980.
5. Гильденскиольд Р. С.. Ковальчук В. К. — Гиг. и сан. 1984, № 1, с. 17—19.
6. Кацнельсон Б. А., Привалова Л. И. — В кн.: Всесоюзный симпозиум по патогенезу пневмокониозов. 2-й. Труды. Караганда, 1978, с. 42—54.
7. Коффин Д., Гарднер Д.. Вотерс М. и др. — Бюл. экс-пер. бнол., 1978, № II, с. 632—635.
8. Маянский А. N.. Маннский Д. N. Очерки о нейтрофн-ле и макрофаге. Новосибирск, 1983.
9. Меркурьева Р. В.. Аулика Б. В.. Скворцова N. Н. и др.— Бюл. экспер. бнол., 1983, № 3, с. 119—121.
10. Поликар А. Элементы физиологии клетки. Л., 1976.
11. Привалова Л. И., Кацнельсон Б. А., Осипенко А. В.— Там же, 1977, № 3. с. 342—345.
12. Учитель И. Я. Макрофаги в иммунитете. М., 1978.
13. Хесин Я. Е. Размеры ядер и функциональное состояние клеток. М„ 1967.
14. Чмовж В. Е., Киселева 11. В.. ВОовченко В. С. и др.— В кн.: Природные и экономические факторы формирования КАТЭКа. Иркутск, 1980. с. 36—40.
15. Fischer А. В.. Skreb J. — Zbl. Bakt. I Abt. Orig. В, 1980, Bd 171, S. 525—537.
16. Fisher G. L„ Wilson F. D. — J. Reticuloendoth. Soc., 1980, v. 27, p. 513—523.
17. Hill J. O.. Gray R. N.. De Nee P. B. et al. — Environm. Res., 1982, v. 27, p. 95—109.
18. Niyogi S. K-. Feldman P. P.. N of I man D. У, —Toxicology. 1981, v. 22, p. 9—21.
19. Raabe O. G.. Tyler W. S„ Last J. A. et al.— Ann. ос-cup. Hyg., 1982, v. 26, p. 189—211.
20. Waters M. D.. Gardner D. £., Aranyl C. et al. —Environm. Res., 1975, v. 9, p. 32—47.
Поступила 02.10.84
10 человек страдали пиодермией н носили антимикробное нательное шерстяное белье с 1 % содержанием НФА, а остальные 29 человек лечились по поводу эпидермофитии стоп и использовали антимикробные носки. Смена и стирка антимикробных изделий проводились каждые 7 дней по методике, разработанной в Центральном НИИ шерсти. Следует отметить, что часть больных с пиодермией (5 человек), а также часть больных с эпидермофитией (15 человек) использовали антимикробные изделия в качестве единственного средства лечения, остальные больные — в качестве дополнительного средства наряду с медикаментозным лечением. В контрольной группе из 22 человек с аналогичными заболеваниями больные получали одно наружное лечение.
У всех больных с эпидермофитией стоп через каждые 3 сут наблюдения брались соскобы с кожи стоп для бактериологического исследования с целью обнаружения мн-
Н. П. Лихачева, Е. Г. Суворова, 3. Ю. Козинда, Л. Б. Важбин, Э. Е. Топчиян, С. Д. Степаниско, А. П. Батанов
АНТИМИКРОБНЫЕ ШЕРСТЯНЫЕ МАТЕРИАЛЫ КАК СРЕДСТВО ПРОФИЛАКТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ КОЖНЫХ ЗАБОЛЕВАНИИ
