CC BY
8
ЗА РУБЕЖОМ
УДК 613.15:[546.264-31 +546.224-31
ХАРАКТЕР КОМБИНИРОВАННОГО ДЕЙСТВИЯ СЕРНИСТОГО ГАЗА И ОКИСИ УГЛЕРОДА ПРИ ИХ СОВМЕСТНОМ ПРИСУТСТВИИ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ
К. Басмаджиева, Г. Курчатова, Е. Давидкова, И. Цветанов
Научно-исследовательский институт гигиены, София
Сернистый газ и окись углерода — одни из наиболее распространенных и высокотоксичных загрязнителей атмосферы. Обоснованию ПДК БОг в атмосферном воздухе послужил« исследования К. А. Буштуевой и Ф. И. Дубровской, а обоснованию ПДК окиси углерода — экспериментальные работы Т. М. Шульги, В. 3. Мартынюка и И. И. Даценко, В. 3. Мартынюка и Б. М. Штабского.
Для выяснения характера комбинированного действия сернистого газа ¡и окиси углерода в атмосфере был поставлен хронический опыт на 45 белых крысах-самцах средним весом 250 г. Их подвергали ежедневно 16-часовой затравке сернистым газом и окисью углерода в продолжение 90 дней. Всех животных разделили на 3 группы, по 15 особей в каждой. Группа 1-я была контрольной; 2-я группа .испытывала воздействие смеси сернистого газа в концентрации 0,15 мг/м3 и окиси углерода в концентрации 1 мг/м3. Обе концентрации соответствовали предельно допустимым среднесуточным для обоих газов при их изолированном действии. Группа 3-я подвергалась затравке смесью сернистого газа в концентрации 0,5 мг/м3 и окиси углерода в концентрации 6 мг/м3; обе соответствовали предельно допустимым максимальным разовым концентрациям обоих газов при их изолированном действии.
Постоянство концентраций БОг и СО в затравочных камерах было первоначально проверено в течение 3 дней по б часов в сутки. Сернистый газ определяли нефелометрическим методом, а окись углерода — с помощью газоанализатора ТГ-5А.
Влияние 502 и СО на организм подопытных животных мы устанавливали, учитывая их поведение <и вес, соотношение хронаксии мышц-антагонистов, холинэстеразную активность сыворотки крови и эритроцитов, содержание витамина С в надпочечниках, патоморфологические изменения в органах. Эти показатели мы определяли за месяц до затравки, во время затравки и в восстановительном периоде.
В период затравки животные были активными и умеренно прибавляли в весе. Статистически достоверных изменений в весе подопытных крыс по сравнению с контрольными мы не наблюдали. Соотношение хронаксии мышц-антагонистов как ранний и чувствительный признак функциональных изменений в высшей нервной деятельности под влиянием токсичных веществ изучали Дуань Фын-жуй, В. А. Гофмеклер, Б. М. Мухитов, Т. М. Шульта и другие авторы, занимающиеся гигиени-
ческим 'нормированием атмосферных загрязнителей. Мы определяли хронаксию мышц-антагонистов через каждые 22 дня, пользуясь хронак-симетром «М-Х», у всех подопытных животных. Результаты исследований показаны на рис. 1. Из рис. 1 видно, что в начале затравки хронак-сия сгибателей больше, чем хронаксия разгибателей, в результате чего отмечается обратное соотношение хронаксии мышц-антагонистов. Раньше всего эти изменения обнаружились у крыс 3-й группы, у которых в течение 1-го месяца установилось равенство хронаксии сгибателей. Со 2-го месяца затравки и до конца этого периода регистрировалось статистически достоверное уменьшение соотношения хронаксии мышц-антагонистов у крыс 2-й и 3-й группы по сравнению с контрольной группой (Р<0,001). Прекращение затравки привело к постепенной нормализации такого соотношения к 20-му дню восстановительного периода.
%
/30
Васстаноб-
|| 120
^ 30 80 70
| 60 §
Фон Затравка восстановление
Рис. 1. Соотношение хронаксии мышц-антагонистов у крыс при затравке БОг и СО.
/ — контрольная группа; 2—группа животных, подвергшихся затравке БОг в концентрации 0,15 мг/м3+СО в концентрации 1 мг/м'; 3 — группа животных, подвергшихся затравке БОг в концентрации 0,5 мг/м3 и СО в концентрации 6 мг/м'.
Рис. 2. Влияние Б02 и СО на изменение активности холинэстеразы в процессе хронической затравки.
1—3 — обозначения те же, что на рис. I.
Важным показателем функционального состояния нервной системы является исследование функции медиаторов, в частности ацетилхолина. По мнению некоторых авторов (В. А. Рязанова, 1964; В. А. Чижиков), развитие тормозных процессов в центральной нервной системе связано с увеличением накопления ацетилхолина в тканях. Повышение активности холинэстеразы происходит адекватно степени этого накопления и представляет собой один из механизмов компенсации нарушенных функций. Активность холинэстеразы сыворотки и эритроцитов крови мы изучали у всех животных через каждые 18 дней по методу Правдич-Немин-ской. Изменения активности холинэстеразы эритроцитов у подопытных животных в процентах по отношению к контрольным показаны на рис. 2. Как видно из этого рисунка, в 1-й месяц затравки у крыс обеих опытных групп понижалась холинэстеразная активность. На 2-м месяце затравки она быстро и резко повышалась, вероятно, в результате включения адаптивных механизмов в организме. К концу 3-го месяца и в восстановительном периоде активность холинэстеразы приближалась к уровню ее в контрольной группе. Обнаруженные сдвиги оказались статистически достоверными.
Воздействие различных токсических веществ на организм ведет к связыванию БН-групп, обусловливая в одних случаях обезвреживание токсического вещества, а в других — развитие патологических изменений в организме. Содержание ЭН-групп в сыворотке и крови животных мы определяли через каждые 22 дня, используя метод амперометрического титрования (КоИИоГГа, Напэ). У крыс 3-й группы в последние 2 месяца затравки наблюдалось статистически достоверное понижение уровня
БН-групп в крови и сыворотке (Р<0,001). В то же время комбинированное действие БОг и СО в более низких концентрациях (2-я группа) отражалось на содержании БН-групп в крови и сыворотке (см. таблицу).
Влияние Б02 и СО на содержание БН-групп в сыворотке крови (в мк/моль на 100 мл сыворотки)
Стати- Период затравки
Группа Концентрации сти- Период
живот- БО. + СО ческий Фон восстанов-
ных (в мг!мг) пара- I II III IV ления
метр
м 77,50 78 73,50 74,84 74,66 74,66
1-Я Контроль ±т ±2,65 ±3,712 ±0,528 ±0,604 ±0,706 ±1,672
2-я 0,5+1 М 72,8 74,8 76 70,87 70,80 73,60
±т ±1,298 ±0,864 ±1,73 ±0,604 ±1,73 ±0,858
Р 0.001
3-я 0,5+6 М 69,0 70 68,50 61,14 58,88 73
+ т ±1,06 ±1,588 ±1,06 ±0,604 ±0,604 ±1,12
Р 0,001 0,001 0,001
В последнее время в санитарно-токсикологичесжом эксперименте для гигиенического нормирования токсических веществ во внешней среде широко применяются методы, раскрывающие изменения в функциональном состоянии коры надпочечников (Ф. Г. Мурзакаев; Л. Н. Габрилев-ская и соавторы; В. Н. Тугаринова и соавторы; В. Н. Фоменко). С этой целью в конце затравки у части забитых подопытных животных мы уста-наливали весовые коэффициенты надпочечников и содержание витамина С в них. Непосредственно после затравки отмечался больший вес надпочечников в обеих опытных группах по сравнению с крысами контрольной группы. Однако различия в весе не были статистически достоверными.
Содержание витамина С в надпочечниках животных мы изучали по методу Фармера и Эйбта. Полученные нами данные свидетельствуют о статистически достоверном повышении этого показателя у подопытных животных, забитых после затравки, по сравнению с контрольными (рис. 3). По истечении восстановительного периода наблюдалось статистически достоверное уменьшение уровня аскорбиновой кислоты в надпочечниках крыс обеих опытных групп. Комбинированное использования ЭОг и СО в обеих изучаемых нами концентрациях влияло на их функции надпочечников, вызывая увеличение содержания витамина С в них.
При микроскопическом исследовании легких крыс, подвергавшихся затравке БОг и СО в более низких концентрациях (2-я группа), отмечены инфильтративное утолщение отдельных альвеолярных перегородок и единичные пневмонические очаги, расположенные субплеврально. Плевра «ад пневмоническими очагами оказалась утолщенной в 2—3 раза. Около некоторых кровеносных сосудов, расположенных субплеврально, находились узкие периваскулярные инфильтраты. В отдельных участках
'? 7 < ? з
Рис. 3. Влияние БОг и СО на содержание витамина С в надпочечниках крыс.
/— непосредственно после затравки: //—после восстановительного периода. Остальные обозначения те же, что на рис. 1.
бронхов наблюдалась пролиферация эпителия. Перибронхиальная соединительная ткань была инфильтрирована лимфоидными клетками. В печени обнаруживались отдельные клетки с крупновакуолизированной протоплазмой и клетки с более интенсивно окрашенными ядрами и ги-перхроматозом ядерных оболочек. В некоторых междольковых пространствах выявлялись лимфоцитарные скопления, диаметр которых достигал 80 мк. Протоплазма части клеток извитых почечных канальцев была вакуолизирована, отдельные канальцы в радиальной части сильно расширены. В селезенке отмечались умеренная гиперплазия мальпигиевых телец и слабое очертание перифолликулярной зоны фолликул. В некоторых участках лимфатических узлов мы находили уменьшение количества лимфоцитов и активирование ретикулярных клеток.
У крыс, подвергавшихся затравке 502 и СО в более высоких концентрациях (3-я группа), наблюдались очаговый катаральный альвеолит, катаральный бронхиснлит, очаговые лимфоидноклеточные инфильтраты, более сильная гиперплазия перибронхиальных узлов и единичные тучные клетки в периваскулярных инфильтратах. Оказывалось много печеночных клеток с просветленной протоплазмой, набухшими ядрами и ги-перхроматозом ядерной мембраны. Создавалось впечатление, что размеры мальпигиевых телец селезенки становились меньше, количество лимфоцитов уменьшалось и перифолликулярная зона принимала более слабое очертание. В лимфатических узлах определялись умеренная гиперплазия и активирование ретикулярных клеток. В лимфатических синусах наблюдались очаговые накопления .макрофагальных клеток (от 40 до 60) с сильно просветленной протоплазмой и бледно окрашенными ядрами. В прямых каналах обнаруживались клеточные цилиндры, в клетках извитых почечных канальцев — вакуошизированная протоплазма.
У крыс, затравленных БОг и СО (2-я группа) в малых концентрациях и забитых через месяц восстановительного периода, выявлялась умеренная гиперплазия перибронхиальных лимфатических узлов. Кое-где мукоза и субмукоза бронхов была инфильтрирована лимфоцитами, но в бронхиальном эпителии и печени изменений не оказалось. Некоторые гломерулы имели уменьшенный объем, были сморщены и окружены кольцевидными лимфоцитарными инфильтратами. Маленькие лимфоцитарные инфильтраты (диаметром 40 мк) находились и в интермедиар-ной зоне. Устанавливалась слабая гиперплазия и в мальпигиевых тельцах селезенки. Лимфоидные синусы селезенки были наполнены макрофагами, свидетельствующими о повышенной эритрофагии. Большая часть клеточных желез пучковой зоны надпочечной железы имела юруп-новакуолизированную протоплазму. Более сильно выраженная вакуолизация отмечалась в клетках, лежащих периферийно.
У крыс, подвергавшихся затравке БОг и СО в более высоких концентрациях (3-я группа) и забитых через месяц восстановительного периода, в легких были определены маленькие фиброзные уплотнения, инфильтрированное утолщение отдельных альвеолярных перегородок и более сильная гиперплазия перибронхиальных лимфатических узлов. В печени изменений не обнаружено. Отдельные клубочки с уменьшенным объемом были сморщены и окружены лимфоцитарными инфильтратами, достигавшими 200 мк. В отдельных почечных канальцах встречались гиалиновые цилиндры и уплотнение ядер эпителиальных клеток. В селезенке и лимфатических узлах определялись слабые гиперпластичные и пролиферативные явления. Клетки дуговой зоны надпочечной железы имели просветленную протоплазму, а отдельные клетки пучковой зоны — крупновакуолизированную.
В заключение можно отметить, что при хронической затравке крыс БОг и СО в паренхиматозных органах и лимфатических узлах развиваются патоморфологичеокие изменения, сила которых зависит от концентрации обоих веществ. Изменения сильнее всего выражены в легких. При
использования более низких концентраций наблюдаются инфильтратив-ные утолщения отдельных альвеолярных перегородок и пролиферация бронхиального эпителия, а при использовании более высоких концентраций— катаральный альвеолит и бронхиолит, более сильная пролиферация периваскулярной мезенхимы. В легких возникают маленькие интер-стициальные и катаральные пневмонические очаги. В печени обнаруживаются, как установила И. Л. Морозова, набухание клеток печени и ги-перхро'матоз ядерных оболочек. У животных, затравливаемых БОг и СО в более высоких концентрациях, изменения в клетках печени выражены сильнее. В лимфатических узлах и в селезенке развивается гиперплазия лимфоидной ткани и пролиферация ретикуло-эндотелия, вследствие чего синусы наполняются макрофагальными клетками. В почечной паренхиме выявляются слабые дистрофические альтеративные и склеротические изменения, характерные для нефроза. Морфологические изменения слабее у животных, забитых через месяц после затравки.
Выводы
1. Хроническая 16-часовая затравка белых крыс сернистым газом в смеси с окисью углерода в концентрациях соответственно 0,15 и 0,5 мг/м3 и 1 и 6 мг/м3 вызывает ряд функциональных изменений, выражающихся в нарушении правильного соотношения хронаксии мышц-антагонистов, холинэстеразной активности, содержании БН-групп в сыворотке крови и содержании витамина С в надпочечнике. Наблюдаются и патоморфоло-гичеокие сдвиги в некоторых внутренних органах — интерстициально-пневмонические изменения в легких и склеротические в «почках.
2. Что касается характера комбинированного действия сернистого ангидрида с окисью углерода при одновременном присутствии их в атмосферном воздухе, то, как показывают исследования, здесь, по-видимому, имеет место простая суммация, а возможно, и некоторое усиление их влияния на организм животных.
ЛИТЕРАТУРА
Буштуева К. А. В кн.: Предельно допустимые концентрации атмосферных загрязнений. М., 1957, в. 3, с. 23. — Габрилевская Л. Н., Коган Г. 3., Л а скина В. П., Файдыш Е. В. В кн.: Вопросы гигиены в связи с развитием Большой химии. М., 1964, с. 12. — Гофмеклер В. А. Предельно допустимые концентрации атмосферных загрязнений. М., 1961, в. 5, с. 142.— Дуань Фын-жуй. Гиг. и сан., 1959, № 10, с. 12. — Дубровская Ф. И. В кн.: Предельно допустимые концентрации атмосферных загрязнений, 1957, в. 3, с. 44.— Марты нюк В. 3., Дацен-ко И. И. В кн.: Материалы Всесоюзн. конференции по санитарной охране атмосферного воздуха. М., 1964, с. 20. — Марты нюк В. 3., III т а б с к и й Б. М. Там же, с. 27. — Морозова Л. И. Фармакол. и токсикол., 1965, № 2, с. 245. — Мурза ка-ев Ф. Г. В кн.: Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. М., 1964, в. 6, с. 179. — Мух и то в Б. М. Гиг. и сан., 1962, № 6, с. 16.— Рязанов В. А. В кн.: Предельно допустимые концентрации атмосферных загрязнений. М., 1957, в. 3, с. 5. — Рязанов В. А. В кн.: Предельно допустимые концентрации атмосферных загрязнений, 1964, в. 8, с. 5. — Тугаринова В. Н., Миклашевский В. Е., Седов Н. В. и др. В кн.: Вопросы гигиены в связи с развитием Большой химии. М., 1964, с. 19. — Фоменко В. Н. Там же, с. 34. — Чижиков В. А. В кн.: Предельно допустимые концентрации атмосферных загрязнений. М., 1964, в. 8, с. 21.— Ш у л ь г а Т. М. Гиг. и сан., 1965, № 4, с. 3.
Поступила 9/1II 1967 г.
