CC BY
12
допустимом (66 дБ), вызывает надпороговые изменения физиологических функций и морфологические изменения в тканях мозга и внутренних органах.
2. При комбинированном действии бензола на уровне ПДК (5 мг/м3), вибрации 16 Гц и 80 дБ, а также шума 66 дБ (в течение 21 дня в конце 5-месячного ингаляционного воздействия бензолом) изменения ряда физиологических и биохимических показателей статистически достоверно достигают порогового уровня.
3. Полученные данные указывают на необходимость внесения коррективов в сторону снижения ПДК бензола и ПДУ вибрации и шума при длительном их совместном действии.
ЛИТЕРАТУРА. Белобрагина Т. В., Тартаковская Л. Я. — В кн.: Комбинированное действие химических и физических факторов производственной среды. Свердловск, 1972, с. 58—62. — Михайлов В. А. — Там же, с. 3—9. - Не-известнова Е. М., — Там же, с. 76—80. — Тартаковская Л. Я., Мальков а Л. Г. — Там же, с. 27—43. — Тартаковская Л. Я., Павлова И. А. — Там же, с. 62—67. — Штеренгарц Р. Я., Соломатина Н. И. — Гиг. труда, 1977, № 1,с. 47—49.
Поступила 11/УП 1977 г
THE JOINT ACTION OF BENZENE, VIBRATION AND NOISE ON THE BODY
0. V. Verzilova, A. V. Rodnikov, L. A. Nikitina, E. V. Room, V. V. Komarova,
F. L. Razbash, L. N. Zimina
The authors determined superthreshold shifts of physiological functions and morphological changes in tissues in case of action of threshold levels of benzene jointly with vibration and noise and threshold disturbances of a number of indices in case of action of benzene at a level of the maximum permissible concentration (MPC). This fact points to the necessity of introducing certain amendments aimed at decreasing the MPC of benzene and the maximum permissible level of vibration and noise in case of their prolonged joint action.
УДК 612.015.1.014.42*
Проф. Ю. Д. Думанский, канд. биол. наук Л. А. Томашевская
ИССЛЕДОВАНИЕ АКТИВНОСТИ НЕКОТОРЫ X ЭНЗИМАТИЧЕСКИ X СИСТЕМ
ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ СВЕРХВЫСОКОЙ
ЧАСТОТЫ
Киевский научно-исследовательский институт общей и коммунальной гигиены им.
А. Н. Марзеева
Целью настоящей работы явилось изучение влияния различных уровней сверхвысокочастотной (СВЧ) энергии на специфику некоторых энзима-тических процессов в субклеточных фракциях головного мозга, поскольку центральная нервная система наиболее чувствительна к действию электромагнитной энергии (Ю. Д. Думанский; Б. А. Минин; Ю. А. Холодов, и др.), и печени — органе, значение которого в реакциях на функционал1 ные сдвиги при воздействии фактора несомненно вследствие локализации и инактивации в ней многих метаболитов.
Экспериментальные исследования проводили на белых крысах-самцах. Животных облучали дистанционным методом в зоне сформированного поля. Этот метод наиболее приемлем для исследований с целью гигиенического нормирования благодаря адекватности условиям реального облучения населения. Для уменьшения отражения электромагнитной энергии от ограждений соответствующих помещений последние были выполнены из специального поглощающего материала с коэффициентом отражения не более 3% от величины падающей энергии в диапазоне длин волн 3—20 см. Примененная нами конструкция камеры для облучения обеспечивала не только практическое отсутствие электромагнитного «эха» от стен, но и способство-
вала поддержанию необходимой вентиляции и естественного освещения помещений.
Генератор микроволнового СВЧ-излучения плавно регулируемой мощностью 80 Вт работал при 2375±50 МГц в непрерывном режиме. Излучателем служил цилиндрический рупор диаметром 9 см с углом раскрытия главного лепестка (по половине мощности) 90 и 106°. Расстояние от рупора до места установки клетки с животными равнялось 220 см. Подопытных животных облучали сверху, что обеспечивало наиболее равномерное распределение электромагнитного поля. В зоне облучения одновременно находились 4 пластмассовые клетки с животными. Плотность потока энергии (ППЭ) составляла 10, 100 и 1000 мкВт/см2. ППЭ измеряли прибором ПЗ-9. Животные были распределены на группы соответственно действующим уровням ППЭ, по 10 в группе для каждой серии опыта (всего 160 крыс). Облученне проводили в течение 4 мес по 2 ч ежедневно, что соответствовало среднему времени, захронометрированному в реальных условиях. Исследования выполняли через 1, 2 и 4 мес от начала облучения и спустя 2 мес восстановительного периода.
Субклеточные фракции тканей печени и головного мозга выделяли методом дифференциального центрифугирования в среде выделения — трис-сахарозе pH 7,4. В гиалоплазме определяли активность глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы — Г-6-ФДГ (В. С. Асатиани), в митохондриях — активность цитохромоксидазы (Straus), в супернатантной фракции — активность оксидаз «смешанной функции». В качестве показателей активности микро-сомной НАДФ-Н-зависимой оксидазы «смешанной функции» изучали скорость реакции деметилирования амидопирина и гидроксилирования анилина микросомами печени. Активность деметилазы амидопирина выражали в микромолях образовавшегося формальдегида за 1 ч инкубации на 1 г белка супернатантной фракции (Cohen и Axelrod). Активность гидроксилазы анилина измеряли по образованию р-аминфенола и выражали в единицах эк-стинкции на 1 г белка за 1 ч инкубации (Dutkiewicz). Содержание белка подсчитывали по методу Lowry с предварительным освобождением от липн-дов по Грачеву. Полученные данные обработаны статистически с вычислением критерия t. Различия оценивали по отношению к интактной группе животных, служившей контролем.
Результаты приведенных исследований свидетельствуют о том, что через месяц после воздействия СВЧ плотностью потока энергии 1000 и 100 мкВт/см8 активность цитохромоксидазы в митохондриях печени снизилась по сравнению с контролем. Понижение активности фермента наблюдалось и в последующие сроки (через 2 и 4 мес от начала облучения) в среднем на 30% сравнительно с контролем. Спустя 2 мес восстановительного периода активность цитохромоксидазы в митохондриях печени крыс, облученных СВЧ при 1000 и 100 мкВт/см2, повысилась до нормы. У крыс, облучавшихся СВЧ при 10 мкВт/см2, этот показатель колебался в тех же пределах, что и у контрольных животных.
В митохондриях головного мозга под влиянием облучения активность цитохромоксидазы также снизилась. При действии ППЭ 1000 мкВт/см2 через месяц после начала облучения она резко уменьшилась (на 40,5%), через 2 мес снижение составляло 30%, а через 4 мес—25% по сравнению с контролем. Под влиянием СВЧ с плотностью потока энергии 100 мкВт/см2 в эти же сроки активность цитохромоксидазы также оказалась достоверно (Р<С0,05) сниженной на 20—26%. Через 2 мес после прекращения облучения изменений этого показателя в митохондриях мозга не обнаружено. При использовании ППЭ 10 мкВт/см2 существенных отличий от контроля не отмечено (Р>0,05).
Приведенные данные показали, что при воздействии ППЭ 100 и 1000 мкВт/см2 происходит ингибирование активности цитохромоксидазы в митохондриях печени и головного мозга подопытных животных, что может свидетельствовать о нарушении окислительной способности митохонд-
Б
Последействие
Последействие
10
50
л-1_|_
12 4 6
Влияние различных уровней'.СВЧ-энергии на активность Г-6-ФДГ в гиалоплазме печени (Д) и головного мозга (Б) крыс.
По осп абсцисс — месяцы; по оси ординат — активность Г-б-ФДГ (в мкмоль НАДФ Н, на I иг белка); / — контроль; 2—10 мкВт/см*; 5—100 мквт/см1; 4 — 1000 мкВт/си*.
рий. Кроме того, угнетение цитохромоксидазы указывает на возможные изменения в транспорте электронов по дыхательной цепи, где имеется энергетическое сопряжение.
Электромагнитные поля при воздействии на организм могут вызывать разобщение окислительного фосфорилирования, сопровождающееся дефицитом макроэргов, и компенсаторное усиление гликолиза. Усиление глико-литического пути обмена углеводов как энергетически малоэффективного может, очевидно, создать благоприятные условия для более интенсивного протекания ферментативных реакций пентозо-фосфатного пути.
Как видно из рисунка А, активность Г-б-ФДГ в печени при действии СВЧ с плотностью потока энергии 10 мкВт/см2 не изменяется по сравнению с контролем во все сроки наблюдения. Начиная с 1-го месяца облучения, СВЧ-поле ППЭ 1000 и 100 мкВт /см2 вызывает увеличение активности Г-б-ФДГ в печени на 35—25% соответственно действующему уровню энергии. В последующие сроки определений, т. е. через 2 и 4 мес от начала облучения, активность Г-б-ФДГ удерживалась на том же уровне, что и в 1-й месяц и была достоверно повышена (Р<0,05) по сравнению с контролем. За 2 мес восстановительного периода этот показатель приблизился к контрольному и статистически не отличался от него. В гиалоплазме головного мозга (см. рисунок, £) так же, как и в печени, отмечено повышение активности Г-б-ФДГ при действии 1000 и 100 мкВт/см2 во все периоды облучения. При этом более резкое усиление активности Г-б-ФДГ (до 40% по сравнению с контролем) наблюдалось в 1-й месяц облучения при воздействии 1000 мкВт/см2. При 100 мкВт/см2 через 1, 2 и 4 мес от начала облучения этот показатель возрастал по сравнению с контролем на 26,28 и 27% соответственно срокам наблюдения. Обнаруженные сдвиги Г-б-ФДГ при действии как 1000 мкВт/см2, так и 100 мкВт/см2 исчезали через 2 мес восстановительного периода. СВЧ-поле ППЭ 10 мкВт/см2 не оказало существенного влияния на активность Г-б-ФДГ в гиалоплазме головного мозга крыс. Данный показатель у животных этой группы колебался в тех же пределах, что и контрольной.
Полученные результаты позволяют констатировать активацию окислительного звена пентозо-фосфатного пути под влиянием СВЧ-энергии, при этом усиление активности Г-б-ФДГ находится в зависимости от действующей интенсивности.
Усиление ферментативных реакций свободного окисления предполагает переключение транспорта электронов с цикла превращений НАД-Н2-за-висимой дыхательной цепи в цепь окисления НАДФ-Н2, локализованную в мембранах эндоплазматического ретикулума. В мембранах ретикулоэн-дотелиальной системы печеночной клетки, изолированных в виде микросом-ной фракции, находятся энзимные системы, катализирующие метаболизм
Таблица 1
Активность деиетилироваиия амидопирина в печени крыс под влиянием СВЧ-поля (в мкМоль
формальдегида на 1 г белка) М±т
ППЭ, мкВт/сы" Длительность облучения, нес Период восстановления (2 мес)
1 2 4
Контроль 4,7 ±0,23 4,5 ±0,24 4,8 ±0,21 4,6 ±0,3
1000 6,3 ±0,4 5,6 ±0,23 5,7 ±0,31 4,9 ±0,3
р <0,01 <0,05 <0,05 >0,05
100 5,8 ±0,24 5,8±0,3 5,5 ±0,2 4,8 ±0,27
р <0,05 <0,05 <0,05 >0,05
10 4,6 ±0,2 4,85 ±0,3 4,9 ±0,3 —
Р >0,05 >0,05 >0,05
и детоксикацию некоторых эндогенных субстратов. Поскольку при воздействии электромагнитных полей не исключена возможность эндогенной интоксикации, показатель активности микросомных энзимных систем может служить одним из критериев функциональной способности печени к детокси-кации.
Полученные результаты исследования влияния СВЧ на активность оксидаз «смешанной функции» представлены в табл. 1 и 2. Как видно из табл. 1, активность деметилирования амидопирина не отличалась от контроля при действии ППЭ 10 мкВт/см2. Под влиянием 1000 мкВт/см2 отмечено резкое повышение активности деметилирования через 1 мес после начала облучения. На 2-й и 4-й месяцы облучения активация деметилирования была менее выражена, однако достоверно увеличена при Р<0,05 по сравнению с контролем. При действии использования ППЭ 100 мкВт/см2 также выявлено возрастание деметилирования с 1-го по 4-й месяц облучения. Спустя 2 мес периода восстановления у крыс этих 2 групп данный показатель стал равен исходному.
Динамик^активности гидроксилирования анилина в печени крыс представлена в табл. 2. При действии ППЭ 1000 и 100 мкВт/см2 наблюдалась активация гидроксилирования. Наименьший ее подъем отмечен на 2-м месяце в условиях облучения ППЭ 1000 мкВт/см2. Активность гидроксилирования в этот период была на 30% выше, чем в контроле. Период восстановления характеризовался нормализацией данного показателя. У крыс, облучавшихся при ППЭ 10 мкВт/см2, достоверных отличий от контроля не обнаружено. Таким образом, детальное воздействие СВЧ энергии ППЭ 1000 и 100 мкВт/см2 приводит к повышению активности микросомных энзимных систем, что может свидетельствовать об усилении функциональной способ-
Таблица 2
Активность гидроксилирования анилина в печени крыс при действии СВЧ-поля (в Ев4,
на 1 г белка). М±т
ППЭ, ыкВт/см* Длительность облучения, нес Период восстановления (2 нес)
1 2 4
Контроль 4,16 ±0,2 4,36 ±0,18 4,23 ±0,21 4,25 ±0,2
1000 4,92 ±0,21 5,68 ±0,24 5,0 ±0,22 4,58 ±0,19
р Р<0,05 Р<0,01 Р<0,05 Р>0,05
100 4,82 ±0,18 4,95 ±0,17 4,93 ±0,2 4,65 ±0,21
Р Р<0,05 Р<0,05 Р<0,05 Р>0,05
10 4,06 ±0,22 4,2 ±0,19 4,46±0,23 —
Р Р>0,05 Р>0,05 Р>0,05
ности печени к детоксикации с участием НАДФ-Независимой электронно-транспортной цепи.
Подводя итог результатам исследований, можно заключить, что биологический эффект СВЧ энергии ППЭ 100 и 1000 мкВт/см2 при длительном воздействии сопровождается определенным комплексом биохимических сдвигов, отражающих расстройства метаболизма в организме: снижением активности цитохромоксидазы в митохондриях, усилением активности Г-6-ФДГ в гиалоплазме печени и головного мозга, активацией оксидаз «смешанной функции» микросомной фракции печени крыс. Отмеченные изменения носили однонаправленный характер при действии различных ППЭ. Максимальные отклонения наблюдались в основном после 1-го месяца облучения, по мере его продолжения выраженность сдвигов несколько ослабевала. Такую последовательность ответной реакции на воздействие СВЧ-энергии можно рассматривать как адаптивную реакцию. При этом первичная ответная реакция выражена сильнее, чем реакция организма, в некоторой степени приспособившегося к действию электромагнитного поля.
Реактивность энзиматических сдвигов в значительной мере определяет реакцию организма на действие СВЧ-энергии, поскольку ферментативные процессы весьма чувствительны к нарушениям ультраструктуры и проницаемости биологических мембран. Вместе с тем в нарушении энзиматических процессов важную роль играет действие СВЧ-энергии на молекулу белка-фермента. Электромагнитное поле вызывает конформационные изме- . нения гидрофобных участков неспециализированной части белковой молекулы, приводящие к смещению электрических зарядов и изменению гидро-фильно-гидрск}юбных свойств белка (С. Э. Шноль; А. С. Пресман). Усиление гидроксилирующей системы эндоплазматического ретикулума предполагает влияние СВЧ-энергии на направленность и прочность жидкой фазы клетки, а следовательно, и метаболическую функцию внутриклеточных мембран. При нарушении энергообразования в дыхательной цепи под влиянием СВЧ-энергии активация пентозо-фосфатного пути, являясь компенсаторным процессом, играет важную роль в ответной реакции целостного организма.
Нормализация метаболических процессов в период восстановления, возможно связана с развитием не только внутриклеточных, но и нейрогу-моральных компенсаторных механизмов.
Оценивая полученные результаты с точки зрения биологического действия электромагнитного поля СВЧ-диапазона, можно заключить, что данные исследования энзиматических процессов могут служить достаточно информативными показателями при гигиенической оценке указанного фактора.
ЛИТЕРАТУРА. Асатиани B.C. Ферментные методы анализа. М., 1969. — Грачев Э. Г. — Лабор. дело, 1958, № 2, с. 8—11. —Думанский Ю. Д.. Сердюк А. М., Лось И. П. Влияние электромагнитных полей радиочастот на человека. Киев, 1975.— Минин Б. А. СВЧ и безопасность человека. М., 1974.— Пресман А. С. Электромагнитные поля и живая природа. М., 1968. — Холодов Ю. А. Реакция нервной системы на электромагнитные поля. М., 1975.— Шноль С. Э.— В кн.: Колебательные процессы в биологических и химических системах. М., 1967, с. 22— 41. — Cohen G., А х е 1 г о d G. — J. Pharmacol, exp. Ther., 1964, v. 125, p. 105. — Dutkiewicz T. — Med. Pracy, 1960, v. 11, p. 167. — Lowry О. H. et al. — I. biol. Chem., 1951, v. 193, p. 265. — Straus \V. — Biochim. biophys. Acta, 1956, v. 19, p. 58.
Поступила 2B/XI 1977 г.
INVESTIGATION OF THE ACTIVITY OF CERTAIN ENZYMATIC SYSTEMS IN THE ACTION OF SUPERHIGH FREQUENCY ELECTROMAGNETIC FIELD Yu. D. Dumansky, L. A. Tomashevskaya
The investigation results obtained demonstrate the biological action of superhigh frequency energy accompanied by a definite complex of biochemical shifts in the sub-cellular fractions of the liver and the cerebrum of rats, a fall of the cytochromoxydase activity, an in-
tensification of the glucose-6-phosphatdehydrogenase activity, dementhylation and hydro-xylation. The data obtained are sufficiently informative indices and may be used in hygienic assessment of an electromagnetic field of superhigh frequency.
УДК 613.5:613.165. в]: (616:391.04:577.161.2-084
Проф. Д. Г. Девятка, О. В. Яцына, Н. К. Вальчук
О БИОЛОГИЧЕСКОЙЦЕННОСТИ РАССЕЯННО Й УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ
' РАДИАЦИИ
Винницкий медицинский институт им. Н. И. Пирогова
Натурные исследования и расчетные данные о количестве УФ-радиа-ции, обнаруживаемой на поверхностях, ориентированных на разные стороны горизонта и находящихся как под открытым небом, так и в помещениях (Н. С. Петрова; Д. Г. Девятка; Г. С. Терновский), показывают резкое ослабление ее в условиях северной ориентации светопроемов зданий и других сооружений (навесы, балконы, лоджии, теневые стенки в соляриях и др.). О биологической эффективности тех количеств рассеянной УФ-радиации, которые попадают на вертикальные поверхности от северного сектора небосвода, сведения весьма ограничены. Имеющиеся работы касаются преимущественно бактерицидного эффекта этого излучения. Антирахитическое и общестимулирующее действие УФ-излучения в этих условиях почти не изучено.
С целью получения фактических данных по указанному вопросу мы провели опыты на 54 кроликах.
Биологическая ценность рассеянной УФ-радиации при облучении поверхностей, ориентированных на север, определяли по двум эффектам: антирахитическому действию (содержание кальция, неорганического фосфора, лимонной кислоты, активность щелочной фосфатазы) и по общестиму-лирующему (титр специфических антител, содержание витамина С, глюта-тиона и АТФ в крови, активность АТФ-азы, каталазы, пероксидазы и сук-цинатдегидрогеназы).
Известно, что УФ-радиация может вызывать обеднение организма витамином С (Д. Г. Девятка и О. В. Яцына); содержание его в крови подопытных животных было низким, а недостаточная обеспеченность организма этим витамином усугубляет картину О-гиповитаминоза. Ввиду этого мы в ходе опыта животным отдельных групп дополнительно вводили аскорбиновую кислоту (АК). Животные, лишенные УФ, для профилактики Б-ги-повитаминоза получали и витамин О. Так как на вопрос о целесообразности сочетания УФ-облучения с дополнительным применением витамина О исследователи (П. М. Шилов и Т. Н. Яковлев и др.) дают неоднозначные ответы, мы животным некоторых групп, подвергавшимся воздействию УФ-радиации, вводили витамин В.
Подопытные животные были распределены на 9 групп. Кроликов 1-й группы ежедневно облучали по 31/2 ч, кроликов 2-й группы — по 87а ч, а животных 3-й группы не облучали, но они ежедневно получали витамин О из расчета 20 ИЕ на 1 кг массы. Животных 4, 5 и 6-й групп также облучали по З1/2 ч, но, кроме того, кролики 4-й группы ежедневно получали витамин Э по 20 ИЕ, кролики 5-й группы — витамин О по 20 ИЕ и АК по 100 мг, кролики 6-й группы — витамин Э по 500 ИЕ и АК по 100 мг/кг. Животных 7, 8 и 9-й групп ежедневно подвергали облучению в течение в1/^ ч. Кроме того, кролики 7-й группы дополнительно получали витамин О по 20 ИЕ, кролики 8-й группы — витамин О по 20 ИЕ и АК по 100 мг, кролики 9-й группы — витамин О по 500 ИЕ и АК по 100 мг/кг.
Животные находились во дворе вивария, каждого содержали в отдельной клетке, одна боковая стенка которой была засетчена металлической сет-
