CC BY
4
ми гепатоцитов обнаруживались изменения сосудов, просветы которых переполнялись кровью, а в некоторых участках имелись и очаги кровоизлияния. Клетки синусоидов печени находились в реактивном состоянии и становились базофильными с большим содержанием РНК.
л в
По мере увеличения продолжительности действия инфразвука возрастало и количество реактивно измененных гепатоцитов, а на 10—15-е сутки эксперимента можно было обнаружить среди них и дегенерирующие формы.
Наибольшее повреждающее действие инфразвука отмечено при уровне звукового давления 140 дБ. При этом количество диссоциированных гепатоцитов увеличивалось. Ядра подобных клеток были резко деформированы, а в цитоплазме имелись зоны лизиса эндоплазматического ре-тикулума с последующим образованием крупных вакуолей. В сохранившихся участках гранулярной цитоплазматической сети канальцы были расширены и образовывали вакуоли различной величины и размеров. Одновременно в цитоплазме появлялись липидные гранулы, содержащие осмиофильные включения. Наряду с этим изменялись митохондрии, которые располагались рядом с зоной лизиса и были уменьшены в размерах, имели плотный матрикс и слабо выраженные кристы. В тех участках цитоплазмы, где канальцы гранулярной сети были сохранены, хотя и расширены, митохондрии были увеличены в размерах с наличием фрагментации со стороны крист.
Таким образом, проведенные исследования показали, что инфразвук частотой 8 и 16 Гц при уровне звукового давления 110—120 дБ повреждает не только внутриклеточные мембраны, но и митохондрии, при этом резко нарушается деятельность клеток, если эти изменения носят патологический характер и сопровождаются лизисом участков цитоплазмы с последующим образованием крупных вакуолей. При повышении уровня звукового давления до 140 дБ резко поврежденные гепатоциты погибают, и на их месте скапливаются полибласты и пролиферирующие купферовы клетки. Менее поврежденные гепатоциты, где не
обнаруживался лизис цитоплазматических мембран и был сохранен ядерный аппарат, постепенно восстанавливали свою функцию, хотя еще длительное время в них сохранялось расширение канальцев эндоплазматического рети-кулума и была увеличена плотность митохондрий.
Исследованием установлено, что описанные выше изменения, возникающие в гепатоцитах, и степень их выраженности в большей мере связаны с продолжительностью воздействия инфразвука и уровнем его звукового давления, чем с частотой.
Литература
1
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10. 11.
12.
Алексеев С. В., Глинчиков В. В., Усенко В. Р. // Гиг. труда.— 1983.— № 8.— С.. 34—38.
Аничкин В. Ф., Нехорошее А. С. // Там же.— 1985.— № 9.— С. 43—44.
Герловин Е. Ш., Алексеев С. В., Кадыскина Е. И., Рейска-нен А. В. // Шум, вибрация и борьба с ними на производстве.— Л., 1979.— С. 141 — 144.
Ерохин В. И., Глинчиков В. В. // Физические факторы производственной среды.— Л., 1980.— С. 25—28. Карпова Н. И., Малышев Э. Н. Низкочастотные акустические колебания на производстве.— М., 1981. Нехорошее А. С. // Журн. ушн., нос. и горл. бол.— 1988.— № 2.— С. 52—55.
Нехорошее А. С. // Там же.— 1989.— № 2.— С. 28—32. Прокопьева Е. Д. // Шум, вибрация и борьба с ними на производстве.— Л., 1979.— С. 173—174. Реутов О. В., Ерофеев Н. П. // Шум и вибрация.— Л., 1976.— С. 14—16.
СановаА. К. // Врач, дело.— 1975.—№ 10.— С. 133—135. Суворов Г. А., Ермоленко А. £., Лошак А. Я. Проблемы шума, вибрации, ультра- и инфразвука в гигиене труда.— М., 1979.— Ч. 1.
Шайпак Е. Ю. // Гиг. и сан.— 1981.— № 12.— С. 19—21.
Поступила 12.02.90
Summary. 60 mature white male rats were used to study the effect of infrasound at a frequency of 8 and 16 Hz, sound pressure from 110 dB to 140 dB, on hepatocytes. Th£ duration of exposure to the given factor was 5, 10, 15, 25 and 40 days, 3 hours daily. It was found out, that diffuse changes appearing in the liver parenchyma were of the mosaic character, and were observed both in individual hepatocytes and in a whole group of cells. The degree of manifestation of changes was to a larger degree associated with the duration of exposure to infrasound and the level of sound pressure, than with the frequency.
Общие вопросы гигиены
Л. М. МЕЛЕСОВА, 1991 УДК 613.632:547.5321-092.612.531-07
Л. М. Мелесова
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕРМОРЕГУЛЯЦИОННЫХ РЕАКЦИЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ ДЕЙСТВИЯ
НА ОРГАНИЗМ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ НА ПРИМЕРЕ БЕНЗОЛА
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
В решении задач раннего выявления действия водится разработке методов, интегрально от на организм химических веществ важное место от- ражающих изменения функционального состоя
ния целостного организма или отдельных его функций. Особое значение придается тестам, характеризующимся высокой чувствительностью к действию тех концентраций химических веществ, которые встречаются в реальных условиях.
Обсуждая проблему химической патологии, некоторые исследователи [3] указывают, что в действии большинства химических веществ преобладают неспецифические (общие, интегральные) механизмы токсичности, в процесс вовлекается весь организм. Особое значение придается регулирующим системам, обеспечивающим гомеостаз. По И. В. Саноцкому, химическая патология начинается тогда, когда ухудшается способность организма поддерживать гомеостаз.
Одним из вероятных эффектов химических веществ могут быть нарушения физиологических механизмов терморегуляции. Поддержание температурного гомеостаза является непременным условием для нормального протекания физиологических, биохимических, иммунологических реакций организма. Система терморегуляции, ответственная за поддержание температурного гомеостаза, обеспечивает стабильность температуры тела, его внутренних областей, так называемого «ядра», используя механизмы других физиологических систем — дыхания, кровообращения, водно-солевого обмена, мышечной. Терморегуляция теснейшим образом связана с общим поведением организма — двигательной активностью, ростом, питанием, включая внутриклеточные процессы.
Исходя из представления о том, что в процессе взаимодействия организма с химическими веществами нарушается адкватность многих физиологических функций, сопряженных с терморегуляцией, мы предполагаем возможность использования реакций терморегуляции в качестве интегрального критерия изменений функционального состояния организма под действием химических веществ.
В большинстве случаев наличие в организме патологического процесса сопровождается изменением температуры тела, которое можно рассматривать в качестве универсального индикатора патологических сдвигов в организме. В соответствии с рекомендациями экспертов ВОЗ температуру тела используют как один из интегральных показателей интоксикации [2]. Однако анализ осложняется тем, что температуре тела свойственны физиологические колебания, связанные с функциональным состоянием (бодрствование, сон, эмоциональное возбуждение, стресс-реакция), биоритмами (суточные, сезонные); она регулируется такими факторами, как температура среды, прием пищи и др., и эти колебания могут быть ошибочно приняты за эффект действия химических веществ. Поэтому необходимо экспериментальное обоснование чувствительных интегральных тестов состояния температурного режима организма, которые могут быть использованы для выявления слабых изменений функционального
состояния организма под действием химических веществ.
Определенный интерес представляет изучение действия нейромедиаторного вещества симпатической нервной системы норадреналина, имеющего важное значение в терморегуляции. В наших предшествующих исследованиях [6] было показано, что на фоне клинической картины бензольной интоксикации у крыс развивается синдром повышенной чувствительности к катехоламинам, проявляющийся усилением калоригенного и вазокон-стрикторного действия норадреналина. Этот синдром свидетельствует об изменении функционального состояния адренергических структур, о повышении их чувствительности к норадреналину и функциональных перестройках в системе терморегуляции. Однако значение такого рода физиологических сдвигов, складывающихся при воздействии доз и концентраций химического вещества, приближенных к реальным условиям, осталось неисследованным.
Настоящее исследование посвящено изучению особенностей терморегуляционных реакций при введении норадреналина после длительного воздействия разных концентраций и доз бензола при различных путях поступления его в организм экспериментальных животных с целью экспериментального обоснования чувствительных интегральных тестов, позволяющих характеризовать изменения функционального состояния организма при разных уровнях воздействия химического вещества.
Опыты проведены на 90 беспородных половозрелых крысах-самцах. Выполнены две серии опытов: I — подострый опыт, II — хронически 4 опыт. Животные были разбиты на 6 групп. Крысы 1-й группы служили контролем к обеим сериям. Крысы 2, 3 и 4-й групп ежедневно в течение 1,5 мес получали бензол в дозах 50, 500 и 1000 мг/кг (внутри-, желудочное введение). Модель подготовлена в лаборатории гигиены атмосферного воздуха (руководитель — проф. М. А. Пинигин). Крыс 5-й и 6-й групп в течение 6—7 мес постоянно содержали в затравочных камерах, где поддерживали концентрацию бензола в воздухе 2—5 и 20 мг/м3 (ингаляционная затравка). Всего на 32 контрольных и 58 подопытных крысах проведено 90 исследований.
Терморегуляционные реакции оценивали по следующим показателям: температуре «ядра» тела и температуре кожи хвоста как показателе терморегуляционной сосудистой реакции изменения теплоотдачи.
Для измерения температуры использовали методику, разработанную И. М. Бахилиной [1]. Температуру «ядра» тела измеряли ректально при введении термопары на глубину 7 см (ободочная кишка), кожи хвоста — над хвостовой веной. На время исследования крысу помещали в специальную клетку, изготовленную из металлической сетки с размером ячейки 5—7 мм, чтобы не нарушать есте-
Таблица
Терморегуляторные сдвиги у крыс после внутримышечного введения норадреналина при различных способах затравки бензоло]
(М±т)
Показатель Группа животных
1-я 2-я 3-я 4-я
А. Внутрижелудочная затравка (1,5 мес) %
Исходная температура, °С: «ядра» тела кожи хвоста 38,6±0,1 23,8±0,3 38,8±0,2 23,7±0,4 38,84=0,1 23,7±0,5 38,84-0,1 23,0±0,3
После введения норадреналина
Максимальная температура «ядра» тела, °С Изменение к исходному уровню, °С Длительность температурной реакции, мин Температура «ядра» тела в момент сосудистой реакции, °С Изменение к исходному уровню (порог реакции), °С Максимальная температура кожи хвоста, °С Изменение в результате реакции, °С Латентный период сосудистой реакций, мин 39,2±0,1 0,63±0,06 9,5±1,3 39,1±0,1 0,50±0,07 31,1 ±0,4 7,1 ±0,4 6,4±0,8 39,94-0,2** 1,1 ч-0,2* 19,6±3,6* 39,9-1-0,3** 0,86±0,35 32,3±0,7 9,7±0,5*** 5,0±0,7 39,6±0,3 0,8±0,2 36,7±1,4*** 39,7±0,3 0,80±0,27 32,4±0,9 9,44-0,8** 13,44=4,7 40,0±0,3* 1,24-0,02** 37,1 ±8,7** 39,7±0,2** 0,894-0,20 34,1 ±0,3*** 11,44-0,5*** 6,9± 1,4
Б. Ингаляционная затравка (6—7 мес)
Исходная температура, °С: «ядра» тела кожи хвоста 38,6±0,1 23,8±0,3 38,64-0,1 22,7±0,4 38,5±0,2
После введения норадреналина
Максимальная температура «ядра» тела, °С Изменение к исходному уровню, °С Длительность температурной реакции, мин Температура «ядра» тела в момент сосудистой реакции, °С Изменение к исходному уровню (порог реакции), °С Максимальная температура кожи хвоста, °С Изменение в результате реакции, °С Латентный период сосудистой реакции, мин 39,2±0,1 0,63±0,06 9,5±1,3 39,1 ±0,1 0,50±0,07 31,1 ±0,4 7,1 ±0,4 6,4-4-0,8 39,5±0,2 0,72±0,11 26,3 ±6,1** 39,4±0,2 0,8±0,2 29,1 ±1,2 7,0± 1,0 20,1 ±5,2** 39,8±0,3 1,3±0,3* 35,3±5,1 *** •
Примечание. р< 0,001.
Здесь и в табл. 2 одна звездочка — различия достоверны при р<0,05, две — при р<0,01, три — пр
ственный теплообмен животного со средой. Предварительно крысы были приучены к клетке, где они могли находиться в течение всего периода исследования — 1 —1,5 ч. Опыты проводили при температуре воздуха в камере 24—25 °С. Тестирование животных норадреналином (0,4 мг/кг внутримышечно) в обеих сериях осуществляли в конце затравки бензолом — через 1,5 мес в опытах I серии и через 6—7 мес в опытах II серии. Кроме того, выборочно на отдельных животных 6-й группы (бензол 20 мг/м3, ингаляционная затравка) было проведено тестирование норадреналином в динамике затравки — через 2, 4 и 6 мес.
При сравнительном анализе терморегуляционных реакций контрольных и подопытных животных использовали критерий значимости Стьюден-та.
Порядок проведения опыта был следующим. Сначала в течение 40—60 мин регистрировали температуру «ядра» тела и кожи хвоста, добивались устойчивых значений этих показателей. Затем вводили норадреналин. Те же показатели определяли после введения норадреналина.
При температуре камеры 24—25 °С в устойчивом состоянии температура «ядра» тела контрольных животных составила 38,64=0,1 °С; у подопытных животных 2, 3 и 4-й групп она была несколько выше (табл. 1).
Введение норадреналина в дозе 0,4 мг/кг контрольным крысам вызывало реакцию, которая протекала фазно: начальное небольшое кратковременное повышение температуры «ядра» тела с одновременным понижением температуры кожи хвоста и сокращением теплоотдачи (фаза 1) сменялось резким повышением температуры кожи хвоста и увеличением теплоотдачи с одновременным понижением температуры «ядра» тела (фаза 2). Температура «ядра» тела быстро повышалась в среднем до 39,2=+=0,1 °С (сдвиг 0,63=ь ±0,06 °С). С включением терморегуляционной сосудистой реакции увеличения теплоотдачи температура кожи быстро повышалась с 23,8=*=0,3 до 31,14=0,4 °С (сдвиг 7,1=4=0,4 °С). Включение данной реакции быстро нормализовало температуру «ядра» тела или вело к некоторому понижению температуры тела до более низких, чем до введе-
39,5
38,5 34,0
Е-
0,7°С
во,о
26£
1
1
I
во
50 60
I
70 вО
40 \50 60 70 вО вО
Рис. 1. Характер изменений температуры «ядра» тела (/) и кожи хвоста (2) контрольных крыс в ответ на введение норадреналина (0,4 мг/кг внутримышечно). Варианты контроля.
Здесь и на рис. 2: по оси абсцисс — время (в мин); по оси ординат — температура (в °С); ДЬ — прирост температуры «ядра» тела, предшествующий терморегуляционной сосудистой реакции увеличения теплоотдачи; Л1г — прирост температуры кожи хвоста, характеризующий интенсивность сосудистой реакции; стрелкой под осью абсцисс отмечен момент введения норадреналина.
ния норадреналина, значений. Длительность температурной реакции составляла в среднем 9,5± 1,3 мин. Типичные реакции контрольных крыс приведены на рис. 1.
У подопытных крыс на фоне инъекции той же дозы норадреналина сдвиги температуры «ядра» тела превышали таковые в контроле: сравнительно выше были и абсолютные значения максимальной температуры «ядра» тела, и относительный прирост ее после введения норадреналина; длительность температурной реакции в 4—5 раз превышала этот показатель в контроле (см. табл. 1). Столь значительное и устойчивое повышение температу-
37,0
31,0
2б;о
г
Щ дг5°С
40 }
60
во
/со
Рис. 2. Изменения температуры «ядра» тела (/) и кожи хвоста (2) у подопытной крысы (3-я группа), получавшей бензол в дозе 500 мг/кг ежедневно на протяжении 1,5 мес (внутри-
желудочное введение).
ры «ядра» тела подопытных крыс и в подостром, и в хроническом опытах, превышающее нормальные отклонения этих показателей в контроле, очевидно, указывает на активацию метаболических процессов и теплопродукции и нарушение теплового баланса в пользу теплопродукции. Соответственно и сдвиги температуры кожи, направленные на восстановление температуры «ядра» тела, характеризующие выраженность реакции увеличения теплоотдачи, были также выше. Так, температура кожи хвоста у животных 2, 3 и 4-й опытных групп резко повышалась до 32,3±0,7—34,1 ±0,3 °С (см. табл. 1, А) и оставалась длительное время на повышенном уровне.
Изменения интенсивности изученных реакций, выразившиеся, в частности, в усилении калориген-ного (теплового) действия норадреналина, являются признаком физиологической перестройки функционального состояния адренорецепторов, повышения чувствительности их к норадреналину. Есть мнение [5], что адренорецепторы служат основным звеном, определяющим характер и величину адренергической реакции эффекторной системы.
Было проведено сопоставление пороговых из-
менении температуры «ядра» тела, при которых наступала сосудистая реакция увеличения теплоотдачи у контрольных животных и подопытных животных 2, 3 и 4-й групп. Эти сдвиги температуры тела существенно различались. Так, в контроле сосудистая реакция начиналась, когда сдвиг температуры «ядра» тела составлял в среднем 0,50+0,07 °С; в опыте — от 0,8±0,27 до 0,89± ±0,2 °С. Характерные термограммы, иллюстрирующие особенности протекания терморегуляционной сосудистой реакции увеличения теплоотдачи у контрольных и подопытных крыс, приведены на рис. 1 и 2.
Более высокий порог реакции у подопытных животных служит признаком физиологической перестройки механизмов температурной чувствительности организма под влиянием бензола. Согласно принятым положениям о постоянном взаимодействии центральных и периферических нервных структур, имеющих отношение к выработке управляющего стимула в системе терморегуляций [4], можно предположить, что эта перестройка затрагивает и центральные, и периферические термочувствительные структуры.
При анализе сдвигов температуры «ядра» тела после введения норадреналина у подопытных животных обращает на себя внимание тот факт, что некоторые показатели: максимальная температура тела, ее прирост и длительность температурной реакции — различаются в зависимости от концентрации (дозы) предшествующего воздействия бензола. Наиболее отчетливо эта зависимость прослеживается в опытах с ингаляционной затравкой (см. табл. 1, Б). Дополнительно на 20 животных, содержащихся в условиях ингаляционной затравки бензолом, как и животные 6-й группы (бензол
4
*
5Р
Таблица 2
Изменения температуры тела (в °С) после внутримышечного введения норадреналина у крыс в разные сроки ингаляционной затравки бензолом (М+т)
Показатель Контроль Время затравки бензолом, мес
2 4 6
Исходная температура «ядра» тела 38,6±0,1 38,9±0,1* 38,2±0,1**
38,5±0,2
После введения норадреналина
Максимальная температура «ядра» тела
Изменение к исходному уровню Длительность температурной реакции, мин
39,2±0,1 39,5±0,2
39,2±0,3
0.63±0,1 0,64±0,15 0,90±0,3
39,8±0,3 1,30±0,3*
9.5±1,3 7,8±2,7 34,6^7,5**'* 35,3±5.1***
20 мг/м3), проведено тестирование той же дозой норадреналина через 2, 4 и 6 мес затравки. Установлено, что прирост температуры тела и длительность температурной реакции после введения норадреналина нарастают в процессе интоксикации, т. е. эффект действия норадреналина зависит и от длительности воздействия бензола (табл. 2).
Существенной особенностью структуры реакции на введение норадреналина было то, что противоположно направленные по влиянию на температуру «ядра» тела процессы — изменения теплопродукции и теплоотдачи — были разбалансиро-ваны. В результате на фоне повышенной теплоотдачи наблюдалась устойчивая гипертермия, которую следует рассматривать как следствие активации процессов теплопродукции в результате интенсификации метаболических норадреналинза-висимых реакций и как дисбаланс между теплопродукцией и теплоотдачей в пользу теплопродукции.
Результаты проведенных исследований позволяют заключить, что использованные в качестве тестов терморегуляционные реакции в ответ на введение норадреналина (0,4 мг/кг внутримышечно) дают возможность существенно углубить оценку действия на организм химических веществ. Рассмотренный тест, основанный на выраженности терморегуляционных реакций после введения норадреналина экспериментальным животным, позволяет оценить изменения функционального состояния адренергических структур, чувствительность указанных структур и метаболических реакций к норадреналину и состояние механизмов температурной чувствительности как важнейшего звена системы терморегуляции в отличие от принятой в токсикологии оценки изменений температуры тела, которая позволяет лишь косвенно провести диагностику интоксикации. Предложенные показатели тонко реагируют на изменения функционального состояния организма при интоксикации, могут быть зарегистрированы и подвергнуты количественной оценке.
Литература
1. Бахилина И. М. // Физиол. журн. СССР.— 1967.— Т. 53.— № 12.—С. 119—121.
2. Гигиенические критерии состояния окружающей среды. Вып. 6. Принципы и методы оценки токсичности химических веществ.— Женева, 1981.— 4.1.
3. Голиков С. И., Саноцкий И. В., Тиунов Л. А. Общие механизмы токсического действия.— Л., 1986.
4. Иванов К. П. Биоэнергетика и температурный гомеоста-зис.— Л., 1972.
5. Манухин Б. И. Физиология адренорецепторов.— М., 1968.
6. Мелесова Л. М., Фадеева В. К., Сидорова М. В., Вихро-ва Е: М. // Гиг. и сан.— 1987.— № 5.— С. 42—45.
Поступила 18.08.89
КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1991
УДК 613.5:613.155:691.571-07
С. Я. Федорчук, С. И. Гуськова, А. Н. Боков
МУТАГЕННОЕ И ГОНАДОТОКСИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ
ГРУНТОВОЧНОГО СОСТАВА НЦ-0192
Ростовский медицинский институт
Лакокрасочные материалы, широко используемые для отделочных работ в жилищном строительстве, представляют собой, как правило, сложные химические композиции и, будучи в отверж-денном состоянии, служат источником загрязнения внутренней среды помещений мигрирующими из них веществами — растворителями, разбавителями, мономерами и другими продуктами.
Эти химические соединения, по данным литературы и нашим собственным наблюдениям [2, 8], могут быть причиной возникновения в организме различных специфических биологических эффектов, например таких, как мутагенный и гонадоток-сический.
При изучении лакокрасочного материала можно выделить два периода интенсивности воздействия мигрирующих из него веществ: первый — острый, когда действуют вещества, выделяющиеся из свеженанесенного покрытия в высоких концентрациях; продолжительность этого периода 2— 5 дней; второй — хронический или субхронический длительностью 2—3 мес, для которого характерно воздействие низких концентраций веществ, выделяемых отвержденным покрытием.
Целью данной работы являлась попытка установить, за счет какого периода воздействия могут наблюдаться и будут ли иметь место мута-
