CC BY
5
УДК 613.633:546.31-07:616. 24-008.вЗI-092.9
А. И. Бурханов, Л. Т. Базелюк
ИЗМЕНЕНИЯ ЭНЗИМАТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ В АЛЬВЕОЛЯРНЫХ МАКРОФАГАХ БЕЛЫХ КРЫС ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПЫЛИ
Казахский НИИ гигиены труда и профзаболеваний, Караганда
Несмотря на значительный опыт, накопленный по нормированию аэрозолей преимущественно фиброгенного действия, гигиеническая характеристика пылей сложного химического состава затруднена в связи с отсутствием чувствительных критериев оценки цитотоксичности пылей.
При оценке биологического действия токсичных аэро-волей значительный интерес представляет изучение функционального состояния макрофагов, играющих важную роль в развитии пневмокониоза и механизме самоочишения легких от пыли. Особую значимость и информативность приобретают данные о влиянии ядов на ферментные системы [4, 7, 10. 111.
Цель работы — на основании результатов цитохимического изучения энзнматической активности альвеолярных макрофагов подойти к пониманию механизмов действия полиметаллической пыли и обоснованию критериев оценки ранних измгнений в макрофащс_рри действии ^ пылей смешанного состава.
В эксперименте на 72 беспородных белых крысах с массой 180—220 г изучена активность важнейших ферментов окислительного фосфорилирования, гликолиза и пентозного цикла. Подопытные животные подвергались однократному интратрахеальному воздействию пыли свин-цово-цинкового концентрата, содержащего соединения свинца (45—f>0%), цинка (12—13%), мышьяка (7%), кадмия (1—3%), селенита натрия (до 1%), а также примеси цветных и редких металлов. Для оценки функционального состояния макрофагов исследованы следующие ферменты: глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа (Г-6-ФД), отражающая состояние пентофосфатного цикла, лактатдегидроге-наза (ЛДГ) — цитозольный фермент, являющийся показателем интенсивности анаэробного гликоза, сукцинат-дегидрогеназа (СДГ) — маркер митохондрий и показатель активности энергетических процессов в цикле Креб-са, НАД-диафораза (НАД-д) — активатор дегидрогеназ, щелочная фосфатаза (1ЦФ) — показатель остроты воспалительного процесса, кислая фосфатаза (КФ) —фермент, принимающий активное участие в гидролизе фосфомоно-эфнрных соединений и отражающий состояние различных процессов в плазматической мембране клетки.
Активность Г-6-ФД и ЛДГ определяли по методу Hess и соавт., СДГ — по Nachlas и соавт., НАД-д — по Farber и фосфатаз — по comori. Эти методы описаны в руководстве Э. Пирса (6). . При определении активности ЛДГ у 41,9% клеток от-"ф1 мечена умеренная диффузия продукта реакции, у 22,6% — выраженная диффузия, в то время как у контрольных животных только в 7,4% клеток обнаружена умеренная диффузия фермента. Повышение активности фермента также указывает на усиленную регенерацию NAD+, который обеспечивает перенос восстановленных эквивалентов в процессе окислительной реакции гликоза [3|. Как показали опыты, при фагоцитозе пыли выявлена преимущественно выраженная диффузия продукта реакции НАД-д и в меньшей мере по сравнению с контролем — полиморфное отложение мелкоточечных зерен диформазана. Полученные результаты согласуются с данными ряда исследователей, которые наблюдали повышение активности ферментов при воздействии металлов, входящих в состав изучаемой пыли (1, 8, 9]. Полиметаллическая пыль вызывала также повышение активности СДГ, что проявлялось значительным полиморфным отложением продукта реакции и выраженной диффузией фермента по сравнению с показателями крыс контрольной группы. По мнению 3. И. Дерябиной [2], подобный эффект присущ низким концентра-
циям металлов, в то время как высокие вызывают угнетение активности фермента. При изучении Г-6-ФД установлено, что у животных, подвергавшихся воздействию полиметаллической пыли, в 37,2% макрофагов выявлена умеренная диффузия и в 29,2% — выраженная диффузия продукта реакции. Повышение активности фермента, по-видимому, является компенсаторной реакцией, направленной на поддержание энергетического баланса клетки за счет прямого окисления углеводов. Аналогичные изменения отмечены и в отношении 1ДФ. Под воздействием пыли ее активность резко возрастала: увеличивалось число клеток с умеренной диффузией продукта (на 17,8% по сравнению с контролем), появлялось значительное количество клеток с выраженной диффузией. Выявленные сдвиги свидетельствовали о развитии в тканях легкого воспалительных процессов и усилении фагоцитарной деятельности клеток в ответ на токсическое действие металлов пылевой смеси |5, 12].
Оценивая характер отложения КФ, следует отметить, что у крыс контрольной группы большая часть (87,1%) фермента расположена лизосомально, в то время у подопытных животных отмечена преимущественно внутриклеточная локализация. Повышение количества клеток с полной и выраженной диффузией продукта, вероятно, связано с нарушением структурной целостности мембран лизосом, которые являются основным местом локализации данного фермента.
Материалы исследований свидетельствуют о том, что свинцово-цинковая пыль изменяет активность большинства ферментов. Циркулируя в межклеточной жидкости, металлы воздействуют на протоплазматические мембраны и, проникая внутрь клетки, нарушают функцию и структуру внутриклеточных образований. Увеличение активности ЛДГ и СДГ указывает на повышенную роль анаэробных путей энергообеспечения (гликолиза). Активация глнколитических дегидрогеназ, по-вндимому, обусловлена повышенным содержанием NAD в цитоплазме клетки вследствие повышения проницаемости митохондриальных мембран. Указанные изменения приводят к снижению активности окислительных процессов н нарушению функционирования лимоннокислого цикла. Высокий уровень фосфатаз, с одной стороны, можно рассматривать как результат усиленного синтеза ферментов, направленного на обеспечение последующей фагоцитарной реакции. С другой стороны, повышение активности КФ свидетельствует о нарушении структурной целостности мембран и превалировании в клетке катаболнческнх процессов. Повышенная активность лнзосомальных гндролаз може~ способствовать развитию вторичных токсических реакций, вызывающих гибель клетки, что в сочетании с изменением деятельности других ферментов приводит к нарушению функционального состояния важнейших систем организма |4|.
Таким образом, в механизме действия свинцово-цин-ковой пыли на органы дыхания важное место принадлежит нарушению активности большинства ключевых ферментов окислительного процесса. Повышение активности ЛДГ, СДГ и НАД-д при воздействии пыли свидетельствует о превалировании а клетке анаэробных путей энергообеспечения. Развитие катаболических процессов в макрофагах, по-вндимому, обусловлено прямым цитотоксиче-ским действием высокотоксичных компонентов (свинца, мышьяка, селена, кадмия и др.) евннцово-цинковой пыли. Наибольшей информативностью при изучении действия евннцово-цинковой пыли обладают ферменты, позволяю-
щис судить о состоянии анаэробного гидролиза (ЛДГ), уровне энергетических процессов в цикле Кребса (СДГ) и активности лнзосомальных ферментов (КФ).
Литература
1. Гулиева С. А. — В кн.: Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине. Баку, 1979, с. 116—117.
2. Дерябина 3. И. — В кн.: Научная конф. по фармакологии. 10-я. Материалы, М., 1966, т. 2, с. 153—155.
3. Мак-Мюррей У. Обмен веществ у человека. М., 1980.
4. Меркурьева Р. В. — Журн. гиг., эпидемиол., мнкро-биол., 1978, т. 22, № 4, с. 367 —373.
5. Нагоев Б. С. — Клин, мед., 1973, № 5, с. 45—50. ш
6. Пирс Э. Гистохимия. М., 1962. ~
7. Покровский А. А., Тутельян В. А. Лизосомы. М.,
1976.
8. Adragna P. JPrivitera С. А.— Comp. Biochem. Physiol., 1979, v. 64, p. 214—224.
9. Clausen J., Lastogi S. C. — Brit. J. industr. Med.,
1977, v. 34, p. 208—215.
10. Kung Young K. et al. — Arch, environm. Hlth., 1979, v. 34, p. 133—140.
11. Sastry К. V., Gupta P. K. — Toxicol. Lett., 1979, v. 3, p. 145—150.
12. Ulkus E. 0., Uelsen Т. H. — Proc. N. D. Acad. Sei., 1980, v. 34. d. 54—56.
Поступила 08.01.85
УДК 615.285.7.065:616.69-008.81-07
Т. В. Пастушенко
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
ГОНАДОТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ 1-ФЕНИЛ-4-АМИНО-5-ХЛОРПИРИДАЗОНА-6
Тернопольский медицинский институт
Целью настоящей работы являлось изучение влияния перспективного отечественного гербицида 1-фенил-4-ами-но-5-хлорпиридазона-6 (феназона) на сперматогенез при обосновании его ПДК в воздухе рабочей зоны производственных помещений. Экспериментальные исследования проводили на нелинейных половозрелых белых крысах-самцах массой 180—200 г. Опытные и контрольная группы состояли из 12 крыс. Животные подвергались ежедневному 4-часовому ингаляционному воздействию феназоном в концентрациях 10, 5, 1 мг/м3 .пороговая концентрация по общетоксическим показателям — Linich1) и 0,5 мг/м3 на протяжении 72 дней, исходя из длительности сперматогенеза у крыс (48 дней) и времени, необходимого для прохождения сперматозоидов через придаток семенника. Указанный срок позволял оценить функциональное состояние сперматозоидов, которые на всем протяжении своего развития подвергались воздействию феназоном. Состояние сперматозоидов и семяродного эпителия исследовали после окончания затравки.
1 Linct) по общетоксическим показателям определено нами ранее в хроническом 4-месячном эксперименте [3].
Гоналотоксическое действие феназона изучали соглас- ' но методическим рекомендациям «Методы экспериментального исследования по установлению порогов действия ядов на генеративную функцию с целью гигиенического нормирования» (М., 1978). Функциональное состояние сперматозоидов оценивали по их количеству, характеру и длительности движений 11), осмотической и кислотной резистентности (2, €). Морфологическими показателями сперматогенеза служили его индекс, количество нормальных сперматогоний, количество канальцев со слущенным эпителием и 12-й стадией мейоза.
Пороговые концентрации феназона по влиянию на сперматогенез устанавливали общепризнанным традиционным способом, а также путем расчета по методике вероятностной оценки (5).
Для определения порога специфического гонадотокси-ческого действия (итС|,) феназона после окончания эксперимента всех подопытных и контрольных животных в один и тот же день, приблизительно в одно и то же время дека-питировали. Результаты исследования функциональных и морфологических показателей сперматогенеза представлены в табл. 1 и 2.
Таблица 1
Функциональные показатели сперматогенеза у белых крыс после ингаляционного воздействия феназоном в течение 72 дней
(М±т) ^
Показатель Контроль Концентрация феназона, мг/м"
0,5 1 6 10
Подвижность спермато- 292,4± 13,4 285,0± 12,4 288,4± 13,3 236,8± 12,8 214,2± 11,6 •
зоидов, мин (262,8—322,0) (257,7—312,3) (259,1—317,7) (208,6—265,1) (188,7—239,8)
Р >0,5 >0,5 0,02>Р>0,01 0,002>Р>0,001
Общее число спермато- 60,2±7,6 58,6±6,9 58,0± 7,3 54,5±6,6 48,3±6,4
зоидов, млн. (43,4—76,97) (43,4—73,9) (41,8—74,2) (40,1—68,9) (34,1—62,5)
Р >0,5 >0,5 >0,5 0,5>Р>0,25
Кислотная резистент- 3,75±0,11 3,78±0,13 3.84±0,11 4,08±0,13 4,25±0,14
ность (рН) (3,52—3,99) (3,50—4,07) (3,59—4,09) (3,80—4,37) (3,94—4,56)
Р >0,5 >0,5 0,1>/>>0.05 0,05>/>>0,02
Осмотическая резистент- 2,32±0,058 2,35±0,06! 2,30±0,052 2,28±0,057 2,25±0,050
ность, % ЫаС1 (2,19-2,44) (2,22—2,48) (2,18-2,41) (2,16-2,41) (2,14—2,36)
Р >0,5 >0,5 >0,5 0,5>Р>0,25
Примечание. Здесь и в табл. 2 в скобках — пределы колебаний.
