CC BY
5
ского действия веществ, может проявляться в форме как-стимуляции, так и подавления иммуно-реактивности организма [16].
Выводы. 1. Введение карбофоса и 2,4-ди-хлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д) оказывает синергическое дозозависимое влияние на формирование антигенспецифических Т-супрессоров, определяемых в системе сингенного адоптивного иммунитета. /
2. Иммуносупрессивный эффект 2,4-Д выражен в большей степени, чем таковой карбофоса.
Литература
1. Акопян И. Г., Казарян К• А., Татьян М. В., Алскса-н.ян 10. Т. // Иммунология.— 1988.— № 4.— С. 95.
2. Беленький М. Л. Элементы количественной оценки фармакологического эффекта.— Л., 1963.
3. Брондз Б. Д. Т-лимфоциты и их рецепторы в иммунологическом распознавании.— М., 1987.
4. Будаева Р. А., Ляигенко В. А., Жамсаранова С. Д. // Гигиена применения, токсикология пестицидов и полимерных материалов.— Киев, 1987.— Вып. 17.— С. 76—79.
5. Даурова Е. Г. Методы определения и остатки карбофоса в организме животных и растений: Автореф. дис. ... канд. наук.— М., 1,978.
6. Жамсаранова С. Д., Лебедева С. И., Ляшенко В. А. // Гиг. и сан.— 1987.—№ 5.—С. 80—81.
7. Кочергина И. И., Ярилин А. А., Земское В. М., Мик-стайс У. Я. // Иммунология.— 1986.— № 5.— С. 34—37.
8. Полушкина Э. Ф., Михна М. Г., Ярилин А. А. // Там же.— 1983.—№ 6.—С. 16—21.
9. Ратникова Л. И., Першин Г. И. // Фармакол. и токсикол.— 1987.— № 1.— С. 50—52.
10. Татьян М. В., Казарян К. А., Акопян Н. Г. и др. // Гиг. и сан.— 1983.— № 2.— С. 85—86.
11. Шилов /О. И., Кеворков И. Н. // Иммунология.— 1983.—
№ 6.— С. 21—24.
12. Berenbaum М. С. // J. Immunol.— 1979.—Vol. 36.—
р 355_365
13. Casale G. РCohen S. D., Di Capua R. A. // Toxicol, appl. Pharmacol.— 1983.—Vol. 68.— P. 198—205.
14. Clark D. A., Gauldie /., Szewczuk M. R., Sweeney G. D. // Proc. Soc. exp. Biol. (N. Y.).— 1981.— Vol. 168.— p 290_299.
15. Cunningham A. J. // Nature.— 1965.—Vol. 207.-P. 1106-1107.
16. Dien J. N., Padorathsing M. L., Jerrells T. R. // Drug Chem. Toxicol.— 1979.—Vol. 2.—P. 5—17.
17. Hambach A., Stiller-Winkler R., Oberbarnscheidt J.,
Ewers U./l Zbl. Bakt. Hyg. I. Abt. Orig. В.— 1983.— Bd 178.— S. 316—328.
18. Hoffeld J. Т., Oppenheim J. J. // Cell Immunol.— 1980.— Vol. 53.— P. 325—332.
19. Loose L. D. // Environm. Hlth Perspect.— 1982.— Vol. 43.— P. 88—97.
20. Obrach-Abrouys S., Andrade-Mena C. E.} Mathe G. // Cell. Immunol.— 1983.—Vol. 81.— P. 384—390.
21. Rodgers К. E., Leung N., Ware С. E. et al. // Pestic. Biochem. Physiol.— 1986.—Vol. 25.—P. 1486.
22. Tiejenbach В., Henninghausen У., Lange P. // Zbl. Pharm. Pharmakother.— 1983.— Bd 122.—S. 152.
23. Whisler R. L., Stobo J. D. // J. exp. Med.— 1976.— Vol. 144.— P. 398—413.
Поступила 26.01.89
%
Щ
КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1990
УДК 615.285.7.065:618.33).076.9
Ф
Л. Н. Бадаева, А. А. Белоусова, Н. А. Байда, Н. В. Кокшарева, Т. А. Марченко, В. А. Перехрестенко,
Н. И. Киселева
ХАРАКТЕРИСТИКА НЕЙРО- И ИММУНОТОКСИЧЕСКИХ
ЭФФЕКТОВ ГЕКСАХЛОРБУТАДИЕНА ПРИ ЕГО ТРАНСПЛАЦЕНТАРНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
ВНИИ гигиены и токсикологии пестицидов, полимеров и пластмасс Минздрава СССР, Киев
Ф'
В настоящее время большое внимание уделяется как экологическим, так и медико-биологиче-ским аспектам охраньГокружающей среды, изучению влияния загрязнителей на здоровье взрослого человека и развитие потомства.
Установлено, что каждый год от отравлений пестицидами умирает около 200 тыс. человек [7]. При чрезмерном воздействии пестицидов могут возникнуть поражения центральной и периферической нервной системы, респираторного и пищеварительного трактов, кожи, глаз, слизистых оболочек; нарушения метаболизма и иммунологической реактивности, психические расстройства. 35 % всего населения страдает от различных невротических расстройств, связанных с психосоциальными и экологическими факторами [5].
Интерес к вопросам постнатальной патологии, влияния различных факторов окружающей среды на развитие детского организма постоянно растет
как среди педиатров, так и среди специалистов гигиенического профиля. Под воздействием вредных факторов окружающей среды возникают нарушения взаимоотношений между организмом беременной женщины и плодом, что приводит к рождению детей недоношенных и с проявлениями гипоксии [1, 4].
Исследования, проведенные в 1983—1987 гг., показали, что в зонах интенсивного применения пестицидов увеличиваются постнатальная и детская смертность (особенно в возрасте до 1 года), число детей с различными поражениями нервной, дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Установлено также влияние указанных веществ на функциональное состояние различных систем и физическое развитие детей [3, 6].
Одними из чувствительных периодов онтогенеза являются внутриутробный и ранний пост-натальный периоды ввиду метаболической и струк-
Показатели иммунологической реактивности у 1- и 2-месячного потомства (введение ГХБД в дозе 1,62 мг/кг беременным
животным), М±т
Группа жнвотных Лейкоциты, 109 в 1 л Нентро- филы, % Лнзоцим, усл. ед. • фагоцитарные клетки, л 1 Фагоцитарный индекс Титр реакции Пауля— Бун-неля Титр комплемента Число Т-клеток,- 10г Число В-клеток в селезен- Число АОК в селезен- ЦИК. усл. ед.
/и % в тимусе в селезенке ке, • 10' ке, -10я
1-месячное потомство 2-месячное потомство 10,34+ -1-1,75 11,29+ 4-2,05 4,30+ ±1,14 3,91 ± ±1,29 1,54+ ±0,12* 1,60 + ±1,21* 59,0+ +2,9 59,4+ ±3,2 3,4±0,3 3,6±0,1 1:8 1:16 1:8 1:16 90,3+ +2,3* 89,8+ ±2,7* 11,45± ±1,31* 10,89+ ±0,73^ 16,31 + +0,91* 17,01 + ±0,75* 1,12 + + 0,18* 1,21 + ±0,11* 26±2 27±2
Контроль 8,48±0,4 2,464=0,7 1,11± ±0,001 32±2 1,1 ±0,2 1:4 1:2 102,41 + ±4,15 16,45+ ±2,09 11,28+ ±0,79 0,83+ ±0,14 17±2
Примечание. Звездочка — достоверные различия с контролем (р<0,05).
турно-функциональной лабильности жизненно важных систем.. В связи с этим ранний пост-натальный онтогенез использован нами в качестве информативной и важной биологической тест-системы [2].
Для оценки постнатального' развития, отдаленного токсического эффекта химических веществ нами применен комплексный методический подход с использованием структурно-метаболических и функционально-поведенческих показателей.
Цель настоящей работы — изучение патогенеза токсического действия пестицидов на процессы развития, закономерности проявления по.стнаталь-ных нарушений на клеточном и молекулярном уровнях для прогнозирования нейро- и иммуно-токсического эффектов у потомства, гигиенической регламентации или ограничения использования опасных для здоровья пестицидов.
Изучено действие хлорорганического пестицида гексахлорбутадиена (ГХБД) на организм новорожденных, 1- и 2-месячного потомства. Выбор препарата обусловлен его способностью к кумуляции, политропным токсическим действием на сердечно-сосудистую систему, печень, эмбрио-токсическим эффектом. Использованы современные морфологические методы (электронная микроскопия, нейрогистология), биохимические, иммунологические, электрофизиологические методы, поведенческие тесты, хроматографический анализ.
Опыты проведены на беременных крысах (15), новорожденных (40), 1- и 2-месячном потомстве (70). ГХБД вводили беременным животным перо-рально в критические периоды эмбриогенеза (с 6-го по 14-й день) в дозах, соответствующих '/20 Ь05о (8,1 мг/кг) и 7,00 ЬО50 (1,62 мг/кг), для выяснения определенных сторон механизма токсического воздействия препарата на организм беременных животных и постнатальное развитие потомства. Контролем служили 9 беременных крыс, которые не получали ГХБД, и их потомство.
При пероральном введении беременным животным ГХБД в критические периоды в дозе, соответствующей 1 /20 Ь05о (8,1 мг/кг), в головном и спинном мозге 1- и 2-месячного потомства наблюдаются выраженные изменения нервных струк-
тур. В нейроцитах головного и спинного мозга отмечаются маргинальная конденсация хроматина, очаговый перинуклеарный отек, расширение ядерных пор, наличие электронно-плотных гранул на наружной поверхности кариолеммы у ядерных пор. В цитоплазме встречаются скопления полисом, микропиноцитозных пузырьков, мелких митохондрий с вакуолизацией матрикса, очаговое отсутствие рибосом на' мембранах гранулярного эндоплазматического ретикулума, единичные ли-зосомы. Обнаружены очаговые утолщения миели-новых мембран, имеющие вид боковых выростов по ходу волокон. Наблюдается очаговый распад миелиновых мембран на отдельные мелкие элект-ронно-плотные фрагменты.
Степень деструкции миелиновых мембран, орга-нелл нейроцитов более выражена при воздействии ГХБД в дозе '/20 ЬО50. Особо следует подчеркнуть, что нейротоксический эффект ГХБД проявляется также при введении препарата беременным животным в дозе '/юо ЬО50. У 2- и 3-месячного потомства обнаружены полиневриты передних и задних конечностей, ограничение их подвижности, отек и атрофия мышц.
Выявленные структурные сдвиги служат морфологическим отражением мембраноповреждающего эффекта, нарушенного метаболиз.ма. Отмечены нарушения активности К+-АТФазы и соотношения основных типов фосфолипидов головного и спинного мозга подопытного потомства. В головном и спинном мозге 1-месячного потомства при воздействии ГХБД з дозе 1,62 мг/кг обнаружено повышение Ыа+, К~г-АТФазной активности по сравнению с контролем; у 2-месячного потомства это повышение было более выраженным. Установленное повышение Ыа + , К+-АТФаз-ной активности указывает на изменения трансмембранного активного транспорта, более выраженную возбудимость и проницаемость плазматических мембран. У 1- и 2-месячного потомства выявлено нарушение соотношения основных фосфолипидов в липидных экстрактах головного и спинного мозга.
При пренатальном введении ГХБД в дозе 1,62 мг/кг зафиксировано снижение содержания фосфатидилхолина у 1-месячных крысят.
Обнаружено статистически достоверное снижение (почти в 2 раза) содержания фосфатидилино-зита и фосфатидилсерина в спинном мозге 2-ме-сячного потомства.
Характерной особенностью пренатального воздействия ГХБД является тенденция к снижению содержания сфингомиелина в спинном мозге 1- и 2-месячного потомства при статистически достоверном повышении его в головном мозге 1-месячного потомства и тенденции к повышению в головном мозге подопытных крысят 2-месячного возраста.
Увеличение содержания сфингомиелина в головном мозге подопытного потомства происходит на фоне повышения № + , К+-АТФазной активности нервных структур, возбудимости их мембран и активации метаболизма и трансмембранного транспорта. Эти метаболические изменения сопровождаются нарушением ультраструктуры клеточных мембран, снижением содержания фосфа-тидилхолина, обеспечивающего стабилизацию би-слойной организации мембран. Снижение содержания фосфатидилинозита и фосфатидилсерина, изменения содержания сфингомиелина на фоне ультраструктурной дезорганизации мембран могут
являться показателями мембраноповреждающего нейротоксического действия ГХБД, отмеченного в посхнатальном периоде.
Структурно-метаболические изменения в головном и спинном мозге подопытного потомства служат материальным субстратом функционально-поведенческих нарушений. При изучении функционального состояния периферической нервной системы 1- и 2-месячного потомства опытных групп (введение ГХБД в дозе 1,62 мг/кг в период беременности) выявлено снижение скорости распространения возбуждения по седалищному нерву, потенциала действия нерва.
Обращает на себя внимание обнаруженная у 2-месячных подопытных крысят спонтанная генерация возбуждения в периферичеком нерве, проявляющаяся регистрацией нескольких (обычно 3—4) спонтанных электрических разрядов в ответ на одиночное раздражение нерва.
Структурно-функциональные изменения в нервной системе потомства имели своеобразное отражение и в нарушении некоторых поведенческих реакций как интегральных показателей функционального состояния нервной системы подопытного потомства. При изучении двигательной активности (в тесте «открытое поле Холла» и особенно в тесте «высотное поле») было.зарегистрировано повышение ее у подопытных животных 2- и 3-месячного возраста.
Изучение познавательно-ориентировочной деятельности у 2-месячного потомства свидетельствовало о статистически достоверном уменьшении латентного периода рефлекса «внимание» (ЛПРВ), латентного периода куба (ЛПК) увеличении длительности ориентировочной реакции (ДОР), что подтверждает преобладание процесса
возбуждения в ЦНС у подопытного потомства при пренатальном введении ГХБД в дозе 1,62 мг/кг.
,Несомненный интерес представляют данные о содержании ГХБД в органах и тканях подопытного 1-месячного потомства, полученные при газожидкостном хроматографическом анализе (головной мозг — 0,01 мг/кг, спинной мозг —; 0,3 мг/кг, сердце — 0,21 мг/кг, скелетная мышца — 0,2 мг/кг, печень — 0,01 мг/кг). Очевидно, что обнаруженные нами структурно-функциональные нарушения могут быть в определенной степени обусловлены содержанием хлорорганического пестицида в организме потомства.
Привлекут внимание исследователей также данные по изучению состояния иммунологической реактивности и неспецифических факторов защиты в постнатальном периоде (см. таблицу).
После введения ГХБД беременным животным в критические периоды эмбриогенеза в дозе 1,62 мг/кг у 1- и 2-месячного потомства отмечается повышение содержания интралейкоцитар-ного лизоцима, что свидетельствует о напряжении неспецифических защитных сил организма; количество фагоцитирующих клеток находится на верхней границе нормы; повышены фагоцитарный индекс, титры гетерофильных агглютининов и комплемента; уменьшено количество Т-клеток в тимусе и селезенке. Установлено увеличение количества В-лимфоцитов в селезенке (происходит перераспределение субпопуляций) и повышение в ней количества антителообразующих клеток (АОК). Обнаружено повышенное содержание циркулирующих комплексов (ЦИК), однако они не проявляют патогенных свойств, что, вероятно, указывает на нарушение функций микро- и макрофагов. Полученные данные могут свидетельствовать о напряжении неспецифических факторов защиты, снижении иммунологической реактивности организма потомства с возможным развитием аутоиммунных реакций и иммунодефицита с преимущественным изменением Т-клеточного звена иммунитета.
В основе выявленных нарушений лежат патологические изменения в центральных и периферических лимфоидных органах, имеющие сложный генез, основным компонентом которого, вероятно, служат нарушения центральной регуляции иммунитета.
Выводы. 1. Пероральное введение гекси-хлорбутадиена (ГХБД) в критические периоды эмбриогенеза приводит к развитию нейро- и имму-нотоксического эффектов у потомства различных этапов постнатального онтогенеза.
2. Важным патогенетическим звеном токсических эффектов ГХБД является его мембрано-повреждающее действие, более выраженное при пренатальном введении вещества в дозе 1,62 мг/кг
(1/юо ЬОбо).
3. При пренатальном введении ГХБД в дозе 1,62 мг/кг обнаружено развитие иммунотоксиче-ского эффекта с преимущественным дефицитом -Т-клеточного звена иммунитета, снижением иммунологической реактивности организма 1- и 2-месячного потомства.
4. Структурно-метаболические и функционально-поведенческие показатели, критерии мембрано-повреждающего эффекта могут быть использова-, ны для прогнозирования действия пестицидов на организм потомства, гигиенической регламентации вредных веществ с учетом возрастной чувствительности.
* л
Литература
1. Бадалян Л. О. Детская неврология,— М., 1975.
2. Бадаева Л. Н. // Арх. анат.— 1979.— № 6.— С. 68—71; //
Докл. АН УССР. Сер. Б.— 1983.— № 6.—С. 55—58; // Гиг. и сан.— 1986.— № 6.— С. 23—25.
3. Байда Л. К. // Гигиена применения, токсикология пестицидов и полимерных материалов.— Киев, 1986.— Вып. 16.— С. 180—181.
4. Бодяжина В. И. Вопросы этиологии и профилактики нарушений развития плода.— М., 1963.
5. Василевский И. Н. // Физиология человека.— 1984.--№ 6.— С. 883—893.
6. Гончарук Е. И., Голубчиков М. В. // Съезд гигиенистов Украинской ССР, 11-й: Тезисы докладов.— Киев, 1986.—
• С. 15—16.
7. Bleecker М. // Arch, environm. Hlth.— 1984.— Vol. 39, N 3.— P. 213—218.
Поступила 26.04.89
Методы исследования
© Р. М. ХВАСТУНОВ, о. Б. БОБЫЛЕВА, 1990 УДК 615.0.099.015.3.07
Р. М. Хвастунов, О. В. Бобылева
ВЕРОЯТНОСТНЫЙ СПОСОБ ОЦЕНКИ ДЕЙСТВУЮЩИХ УРОВНЕЙ ВРЕДНОГО ФАКТОРА
Московский НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
В работе В. М. Штабского и соавт. [3] предложена методика вероятностной оценки эффективных и недействующих доз в токсикологических экспериментах. Эта методика может быть применена и для расчета действующих и подпороговых значений воздействующих факторов иной природы в физио-лого-гигиеническом эксперименте, если они имеют количественную шкалу измерения. Например, с помощью указанной методики можно рассчитывать пороговые уровни воздействия на организм физических (шум, вибрация), психологических (различного рода помехи) и других факторов.
Однако расчет по методике [3] возможен лишь при следующих условиях: 1) отклонение регистрируемого показателя состояния организма под воздействием фактора происходит лишь в одном направлении — возрастания или убывания; 2) абсолютная величина отклонения регистрируемого показателя монотонно растет с увеличением интенсивности воздействующего фактора; 3) рассеяние полученных значений регистрируемого показателя в контроле и в каждой из групп, подверженных вредным воздействиям, приблизительно одинаково, т. е. при увеличении интенсивности действия вредного фактора изменяется лишь среднее значение регистрируемого показателя, но не происходит резкого возрастания его дисперсии (выполнение этого условия необходимо для построения параллельных прямых, ограничивающих зоны расположения экспериментальных точек по методике [3]).
Последнее условие фактически означает, что не только направленность, но и величина отклонения регистрируемого показателя у различных лиц в каждой группе приблизительно одинакова. '
Практически как в токсикологических опытах, так и при физиологических исследованиях реакций организма на дейст-
вие тех или иных факторов указанные три условия выполняются не всегда. Отклонения многих физиологических показателей, вызванные внешними воздействиями, могут иметь различную величину и направленность у разных лиц (особей) и даже у одного лица в разное время. Абсолютная величина отклонения показателя не всегда монотонно возрастает с увеличением интенсивности воздействия фактора. В ряде случаев усиление воздействия может приводить к снижению величины эффекта, к изменению его знака. При относительно слабых воздействиях, которые часто встречаются в гигиенических исследованиях, у одних лиц наблюдаются отклонения регистрируемого показателя за пределы условной нормы, у других не наблюдаются. И, как правило, разброс значений показателя в опытной группе больше, чем в контрольной.
В связи с необходимостью расчета подпороговых и эффективных значений действующих факторов в ситуации, когда условия 1—3 не выполняются, указанная методика [3] нами модифицирована (ниже описывается предлагаемый способ).
Пусть имеется контрольная группа наблюдаемых лиц (или животных) и несколько (2—4) групп, подвергшихся воздействию вредного фактора В разной интенсивности. У каждой группы определены значения некоторого функционального показателя х. Рассчитываем интервал условной нормы показателя х, охватывающий заданную часть (обычно 90%) значений, наблюдаемых у лиц (особей) контрольной группы. В тех случаях, когда распределение этих значений можно считать близким к нормальному, границы интервала условной нормы определяем по формуле:
*мин.макс=*=Ь1,64.а, (1)
