CC BY
6
Общие вопросы гигиены
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1993
УДК в16.36+616.43/.45|-02:вМ.7|-074|-078.33
3. И. Коганова, Т. И. Бонашевская, Н. Н. Беляева, Л. X. Мухамбетова
ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ В ПЕЧЕНИ И ИММУНОКОМПЕТЕНТНЫХ ОРГАНАХ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ДИАМИНОВ
НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина РАМН, Москва
Известно, что степень интоксикации в значительной мере определяется структурно-метаболической характеристикой защитных систем организма, к которым относятся органы детоксика-ции и иммуногенеза [8]. В связи с тем что загрязнители окружающей среды в большинстве случаев вызывают полиморфные изменения в организме, определение характера и прогноз биоэффекта затруднены [2]. Формирование ответных реакций организма на различных уровнях организации можно выявить в модельных экспериментах, которые ориентированы на определенный вид биоэффекта, например иммунотоксичность, изучение которой позволяет проводить более углубленную оценку химических веществ при их регламентации [7]1.
Цель работы — изучение развития структурно-метаболических реакций в печени и органах иммуногенеза с обоснованием методических подходов для их оценки в гигиенических исследованиях.
Мышам линии (СВАхС57В1)Р, массой 20—22 г перорально в течение всего эксперимента вводили гексаметилендиамин (ГМДА) в дозах 0,05, 0,5 и 5 мг/кг и парафенилендиамин (ПФДА) в дозах 0,5, 5 и 50 мг/кг. Животных дека-питировали через 10, 20 и 30 сут после начала воздействия. Для оценки состояния организма животных применяли комплекс биохимических, гистологических, морфометрических, цитологических, гисто- и цитобиохимических методов [4]. Определяли активность малатдегидрогеназы (КФ. 1.1.1.37 — МДГ), лактатдегидрогеназы (КФ. 1.1.1.27 — ЛДГ), ацетилэстеразы (КФ. 3.1. 1.6), р-Ы-ацетилглюкозаминидазы (КФ. 3.2.1.30) и содержание малонового диальдегида (МД); гистохимическим методом оценивали активность неспецифической эстеразы, НАД-дегидрогеназы и содержание общих липидов; гистоморфологи-чески — индекс альтерации гепатоцитов и характер распределения их по классам плоид-ности, содержание кариоцитов тимуса, селезенки, соотношение объема белой и красной пульпы и количество макрофагов в селезенке [1]. Полученные данные обрабатывали статистически с использованием критерия Стьюдента.
Анализ результатов исследования позволил установить, что в процессе воздействия ГМДА
' Работа выполнена на экспериментальной модели канд. мед. наук А. М. Осипенко в лаборатории иммунологических методов исследования НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина РАМН.
изменения в организме животных отмечаются уже в ранние сроки (10 сут опыта) при минимальной исследованной дозе (0,05 мг/кг). В зависимости от интенсивности воздействия проявлялись различные дисфункциональные изменения метаболизма лимфоцитов. Так, в лимфоцитах тимуса наблюдали снижение активности ацетилэстеразы в течение первых 20 сут воздействия ГМДА в дозе 0,05 мг/кг. Через 30 сут после начала эксперимента отмечено увеличение активности МДГ в 1,7 раза. Усиление процессов энергообеспечения происходило на фоне увеличения числа клеток в тимусе, что можно рассматривать как развитие компенсаторных процессов в центральном органе иммунной системы.
В периферических органах иммуногенеза — селезенке, подколенных лимфатических узлах характер ферментативных реакций был другим. Так, в лимфоцитах, выделенных из подколенного лимфатического узла, выявлено снижение активности ацетилэстеразы. В то же время содержание МД увеличивалось, что свидетельствует об усилении перекисного окисления липидов (ПОЛ). Согласно современным представлениям, первичная активация ПОЛ способствует усилению функции иммунокомпетентных клеток [5]. Следует отметить, что время наступления эффекта зависело от дозы вещества. При введении ГМДА в дозе 0,05 мг/кг увеличение содержания МД на 74 % отмечено через 10 сут, а при дозах 0,5 и 5 мг/кг аналогичные изменения наблюдали через 20 сут после начала опыта.
Такого же рода изменения выявлены в лимфоцитах селезенки на ранних (10 сут) сроках воздействия всех изучаемых доз ГМДА. Через 20 сут экспозиции вещества в дозах 0,5 и 5 мг/кг снижалось суммарное количество клеток в гомогенате селезенки. Соотношение белой и красной пульпы достоверно уменьшалось только при воздействии ГМДА в дозе 5 мг/кг. Этот факт может быть объяснен, с одной стороны, цито-токсическим действием на популяцию лимфоцитов, а с другой — их интенсивной миграцией в другие органы. Тем не менее можно констатировать напряжение компенсаторных реакций селезенки, о чем свидетельствовало снижение ее общей клеточности преимущественно за счет лимфоцитов как преобладающей клеточной популяции.
В печени мышей при воздействии ГМДА в дозах 0,5 и 5 мг/кг уже через 10 сут наблюдали двукратное увеличение индекса альтерации гепатоцитов, которое через 20 сут нарастало и
превышало контроль в 4—5 раз. Полиплоиди-зация также увеличивалась на ранних (10 сут) сроках биологического действия этого вещества за счет статистически достоверного повышения числа одноядерных тетраплоидных гепатоцитов на фоне достоверного снижения числа двуядер-ных клеток с диплоидными геномами ядра. Через 20 сут при той же интенсивности воздействия наблюдали достоверное увеличение числа двуядерных гепатоцитов с октаплоидными ядрами.
Изменение биохимических показателей наблюдали только через 30 сут после начала эксперимента. Так, минимальная доза (0,05 мк/кг) вызывала снижение активности ЛДГ на 53 %, при действии вещества в дозах 0,5 и 5 мг/кг уменьшалась активность р-М-ацетилглюкозамини-дазы соответственно на 28 и 43 %.
Таким образом, воздействие ГМДА на организм экспериментальных животных вызывало структурные изменения в печени, о чем свидетельствовали повышение числа разрушенных гепатоцитов и полиплоидизация, метаболические сдвиги, сопровождавшиеся снижением активности ферментов.
При изучении биологического действия ПФДА на организм экспериментальных животных также выявлена генерализованная дисфункция метаболических процессов, проявившаяся в изменении биохимических реакций как в ткани печени, так и в клетках иммунокомпетентных органов. В первые 10 сут изменения были отмечены при действии минимальной (0,5 мг/кг) дозы вещества, при дозе 5 мг/кг изменения наступали на 10-е и 20-е сутки, а при дозе 50 мг/кг они наблюдались на протяжении всего эксперимента. Наряду с этим происходило достоверное снижение активности НАД-дегидрогеназы как в центре, так и по периферии печеночных долек и повышался индекс альтерации гепатоцитов. Одновременно, но в меньшей степени, чем при действии ГМДА, развивались защитно-приспособительные реакции (увеличение степени полиплоидизации клеток печени), направленные на восстановление поврежденного генофонда гепатоцитов.
В лимфоцитарных клетках, выделенных из тимуса, подколенного лимфатического узла и селезенки, наиболее значимые изменения выявлены в тимоцитах. В них отмечено статистически достоверное снижение активности ацетил-эстеразы в среднем на 35 % через 20 сут воздействия ПФДА в дозе 0,5 мг/кг. Более высокие дозы (5 и 50 мг/кг) вызывали резкое увеличение активности р-Ы-ацетилглюкозаминидазы, тогда как количество клеток тимуса уменьшалось, что свидетельствует о напряжении защитных сил организма. В лимфоцитах подколенного лимфатического узла отмечено накопление МД, наиболее выраженное при действии максимальной дозы (50 мг/кг): различия с контролем на 20-е сутки составляли 2,3 раза, на 30-е сутки — 60 %. Наряду с этим в лимфатических узлах достоверно увеличивалось суммарное количество клеток через 20 сут воздействия ПФДА в дозах 0,5 и 5 мг/кг. Аналогичные изменения отмечены и в ткани селезенки, причем увеличению ее клеточного состава соответствовало достоверное увеличение доли белой пульпы, а коли-
чество макрофагов в парафолликулярной зоне белой пульпы не изменялось. Более высокая доза (50 мг/кг) вызывала увеличение общего количества макрофагов. Активность неспецифнче-ской эстеразы в них уменьшалась.
При сравнительном анализе биологического действия ГМДА и ПФДА выявлено, что оба вещества дают гепатотоксический эффект, однако характер его проявления различен. Так, поступление в организм экспериментальных животных ГМДА вызывало преимущественное повреждение структуры гепатоцитов, о чем свидетельствовало увеличение доли деструктурированных элементов (10-е сутки), сопровождаемое в более поздние сроки снижением активности ЛДГ и р-Ы-ацетилглюкозаминидазы. В то же время биохимические изменения в печени под воздействием ПФДА отмечались уже на ранних стадиях развития биоэффекта и сопровождались более выраженным напряжением компенсаторных реакций в структуре гепатоцитов.
Со стороны иммунокомпетентных органов наибольшие изменения выявлены в клетках тимуса. При этом ГМДА вызывал развитие адаптационных процессов, о чем свидетельствовали увеличение числа клеток тимуса и усиление процессов энергообразования, а ПФДА — резкое напряжение защитно-приспособительных реакций, в частности, увеличение активности ли-зосомального фермента на фоне сниженного количества тимоцитов. В периферических органах иммуногенеза (селезенка, подколенный лимфатический узел) более выраженные изменения наблюдали у животных, подвергавшихся воздействию ГМДА.
Таким образом, суммируя результаты исследования, следует заключить, что оба вещества вызывают напряжение компенсаторно-приспособитель-ных механизмов в системе детоксикации и органах иммуногенеза. Особенности гепатотоксическо-го действия ГМДА заключаются в ранних структурных изменениях гепатоцитов, запуске процессов репаративной регенерации, что, по-видимому, обеспечивает стабилизацию метаболического статуса печени. В отличие от этого при воздействии ПФДА первые признаки интоксикации проявляются в снижении метаболической активности печени. В данном случае реализуются 2 механизма защиты — полиплоидия гепатоцитов и гиперплазия макрофагов печени. Эти сдвиги составляют структурную основу, обеспечивающую к 30-м суткам воздействия ста-билизацию большинства морфобиохимических показателей.
Иммунотоксический эффект в обоих случаях сопровождался снижением активности ацетил-эстеразы в тимоцитах. Однако биологическое действие ГМДА проявлялось в усилении биоэнергетических процессов, в то время как при действии ПФДА наблюдалось уменьшение числа тимоцитов и снижение активности лизосомаль-ного фермента. В периферических органах иммунной системы изменялась их суммарная кле-точность и усиливалось ПОЛ.
Все вышеизложенное указывает на то, что формирование защитных механизмов под влиянием ГМДА и ПФДА характеризует селективность их действия на отдельные метаболические про-
45-
цессы. В формировании биоэффекта существенную роль играет структурно-функциональное состояние печени [3, 6].
Литература
1. Бонашевская Т. И., Беляева Н. Н.. Кумпан И. Б., Панасюк Л. В. Морфофункциональные исследования в гигиене.— М., 1984.
2. Коганова 3. И., Мухамбетова Л. X.. Явлинская С. И., Климова Д. М. // Методология фундаментальных исследований в гигиене окружающей среды.— М., 1989.— С. 85-89.
3. Меркурьева Р. В., Красовский Г. Н., Коганова 3. И. и др. // Гиг. и сан,— 1984,— № 5,—С. 10—11.
4. Методические указания к оценке по системе биохимических, морфологических, иммунологических и физиологических показателей ранних изменений функциональных реакций организма человека при воздействии факторов окружающей среды / Под ред. Г. И. Сидоренко, Р. В. Мер-курьевой,— Пермь; М., 1986.
5. Мухамбетова Л. X. // Гигиена окружающей среды в СССР,— М„ 1988.— Вып. 9.— С. 33—45.
6. Мухамбетова Л. X., Коганова 3. И., Сидоренко С. Г., 4 Габдулина М. X. // Гиг. и сан,—1987,—№ 8,—
С. 23—25.
7. Осипенко А. М. Автореф. дис... канд. мед. наук.— М„ 1990.
8. Сидоренко Г. И. // Гиг. и сан,—1989,—№ 3,— С. 4—6.
Поступила 27.05.92
© А. А. СТИХАРЕВ, 1993 УДК 616-092:612.551-073.65
А. А. Стихарев
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕЛА, ИЗМЕРЕННОЙ В РАЗНЫХ ТОЧКАХ ЧЕЛОВЕКА НА ХОЛОДЕ
Филиал № 5 Института биофизики Минздрава РФ, Ангарск <9-
Согласно утвержденным Минздравом СССР физиолого-гигиеническим требованиям, контроль за глубокой температурой тела человека на холоде должен осуществляться посредством ее измерения в прямой кишке [7]. Температура тела в данной области близка к температуре крови в аорте и поэтому считается надежным критерием теплового состояния внутренних органов [2, 4]. Вместе с тем измерение ректальной температуры сопряжено со значительными техническими трудностями, а также неудобствами для обследуемых. Указанное обстоятельство иногда вынуждает вести контроль за глубокой температурой тела, т. е. «ядра», по результатам ее измерения в других, более доступных областях: в полости рта (оральная), подмышечной впадине (акснллярная), наружном слуховом проходе (аурекальная) и т. д. Поскольку значения ректальной температуры не совпадают с температурой тела в других точках, предложено вносить в показания поправочные коэффициенты. Так, ГОСТ 12.14.067-79 (5] при определении теплосодержания человека в средствах индивидуальной защиты допускает измерять температуру «ядра» в подмышечной впадине, под языком или в слуховом проходе с последующим приведением измеряемой температуры к ректальной, однако процедура приведения температуры ГОСТом не регламентирована. Считают, что нормальная температура в прямой кишке составляет около 37,0 °С и на 0,2—0,3 °С выше, чем в полости рта, и на 0,3—0,4 °С выше, чем в подмышечной впадине [2].
Предложено также рассчитывать ректальную температуру по следующим уравнениям:
77?=0,65 •/„+13,6 77?=0,51 -/„+19,0,
где —оральная температура, —подмышечная температура.
Авторы (1 ] рекомендуют использовать приведенные выше формулы для сопоставления и
анализа материалов, полученных в различных условиях исследований, в том числе в условиях охлаждающей среды. Вместе с тем в последние годы накоплены немногочисленные экспериментальные данные, указывающие на низкую значимость температуры в полости рта, слуховом проходе и подмышечной впадине для оценки интегральной температуры «ядра» тела человека на холоде, при этом данные противоречивы [8— 13]. Учитывая недостаточную изученность вопроса и его большое значение для практики, мы попытались установить наличие и тесноту связи между ректальной температурой и температурой тела в других точках при охлаждении человека.
В исследовании участвовало 12 практически здоровых мужчин в возрасте 22—38 лет, не имеющих медицинских противопоказаний к выполнению работ на холоде.
Во время экспериментов наблюдаемые в специальной одежде находились в микроклиматической камере при температуре воздуха от -{-'О до —30 °С либо в водолазном снаряжении типа СВУ погружались в холодную воду гидробассейна с температурой от 0 до 15 °С на глубину около 2 м. При этом они выполняли физическую работу различной тяжести либо находились в состоянии покоя. Пребывание на холоде сопровождалось постепенным охлаждением наблюдаемых. Средняя взвешенная температура кожи понижалась до 31,4 °С и ниже, при этом теплоощущения ухудшались до оценок «прохладно», «холодно», либо «очень холодно», что указывало на изменение теплового состояния до допустимых гигиеническими нормами либо предельных границ [7].
Контроль за глубокой температурой тела осуществляли в 4 точках с помощью ректального, ушного, подмышечного и подъязычного термометров сопротивления с точностью ±0,1 °С. Ректальную температуру измеряли на глубине 10— 12 см, оральную под языком при носовом дыхании. Аурекальную температуру регистрирова-
