CC BY
7
(С) КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1990 УДК 616.15-02:613.632:547.5321-092.9-07
Ч Ч
Л. М. Мелесова, В. К. Фадеева, Е. М. Вихрова
ИЗМЕНЕНИЯ ГЕМАТОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ К НОРАДРЕНАЛИНУ И ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ У КРЫС ПОСЛЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
БЕНЗОЛА
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
В жизни современного человека влияние на организм химических веществ становится важным, постоянно действующим экологическим фактором, дестабилизирующим отношения организма со средой, создающим серьезную угрозу здоровью населения. Раннее выявление негативных сдвигов функционального состояния под воздействием химических веществ требует тщательного исследования физиологических функций и параметров организма.
Исходя из представления о преобладании неспецифических, интегральных механизмов токсического действия большинства химических веществ [2], мы предприняли попытку в экспериментальных условиях на животных выявить наиболее ранние изменения функционального состояния организма под влиянием бензола путем изучения реакций системы крови, связанных с ее кислород-транспортной функцией, чувствительности организма к действию катехоламинов и особенностей терморегуляции. Такой подход приобретает важное значение в случаях, когда требуется оценить функциональное состояние организма в целом.
Исследования выполнены на 40 крысах-самцах, распределенных на 3 группы. Животных 1-й группы (контрольная, 20 крыс) содержали в специальной термокамере при температуре воздуха 20— 24 °С, крыс 2-й и 3-й групп — в аналогичных термокамерах, которые одновременно служили и затравочными камерами [5]. Температуру воздуха в термокамерах поддерживали на заданном уровне.
Применяли режим круглосуточной ингаляционной затравки бензолом в концентрации 2,5 мг/м3 на протяжении 7—8 мес (2-я группа, 12 крыс) и 20 мг/м3 на протяжении б мес (3-я группа, 8 крыс).
У всех животных в динамике исследования изучали изменения периферической крови. Подсчет клеток крови выполнен на автоматическом - счетчике «Целлоскоп-134». Для окраски и подсчета ретикулоцитов использовали метод Гейль-мейера. В окрашенных мазках определяли процентное содержание форм лейкоцитов.
Температуру ядра тела крыс измеряли медно-константановой термопарой при погружении на глубину 7 см, температуру кожи хвоста (специфический теплообменник) — над хвостовой веной. Термопару фиксировали лейкопластырем. Использовали методику прецизионных измерений температуры [1].
Результаты исследований влияния длительного воздействия бензола в концентрациях 2,5 и 20 мг/м3 на периферическую кровь представлены в табл. 1.
У животных 2-й группы через 7—8 мес от начала опыта в периферической крови количество эритроцитов было увеличено на 20 %, ретикулоцитов — на 38 %, объем эритроцитов — на 10 %, общая поверхность крови (гематокрит) увеличивалась на 11 %. Содержание гемоглобина в крови и средняя концентрация гемоглобина в отдельном эритроците не отличались от контроля.
При практически сохранившемся содержании лейкоцитов отчетливо изменилось количество сег-
Таблица 1
Гематологические показатели (М±т) у крыс после длительного воздействия бензола в разных концентрациях
Показатель
1-я группа (контрольная)
2-я группа (бензол, 2,5 мг/м3)
3-я группа (бензол, 20 мг/м3)
Эритроциты, -1012/л
Гемоглобин, Ю-1 г/л Объем эритроцитов, мкм3
Средняя концентрация гемоглобина в эритроците,
Гематокрит, %
Ретикулоциты, %
Лейкоциты, • 109/л
Палочкоядерные нейтрофилы, • 109/л
Сегментоядерные нейтрофилы, -10 /л
Лимфоциты, '109/л
/о
8,61 =±=0,3
14,8±0,3
53,1 ±2,2
29,3±1,1
47,9±1,3
21,2±4,3
11,2±0,9
0,674=0,18
1,36=1=0,17
7,75=1= 1,02
10,30=4= 1,0
1.5,1 ±1,7
58,64=5,1
27,74=2,3
52,9=ЬЗ,4
29,04=7,5
10,9=4= 1,1
2,42±0,44*
0,61=4=0,10*
7,35±0,93
Примечание. Здесь и в табл. 2 звездочка — достоверные различия с контролем (р<0,05).
6,86±0,2*
11,4=4=0,3* 63,7=4=0,9* 28,7=4=0,8 39,8=4=0,5* 12,0=+= 1,0* 8,24=0,7* 0,83+0,14* 0,52=4=0,11* 5,51 ±0,63
Таблица 2
Реакция белых крыс в ответ на введение норадреналина в условиях хронического воздействия бензола в различных
концентрациях
Группа животных
Показатель
Температура, °С: тела , кожи
Исходный уровень
38,504=0,07 23,904=1,24
После введения норадреналина
Максимальная температура тела, °С Изменение к исходному уровню, °С Длительность температуры реакции, мин Температура тела в момент сосудистой реакции, Изменение к исходному уровню (порог реакции), Латентный период сосудистой реакции, мин Коэффициент усиления
'С °С
39,124=0,09 0,554=0,06 9,54= 1,5 39,004=0,12 0,504=0,08
5,04=0,7 12,6 (6,3:0,5)
38,674=0,08 22,70± 1,47
39,80±0,20* 1,13±0,20* 41,3=4=6,2* 39,604=0,66 0,93=4=0,18* 29,44=4,8*
6,5 (6,1:0,93)
38,364=0,09 21,904=2,89
40,00±0,36*
1,644=0,34*
50,34=9,1* 40,004=0,27* 1,644=0,30* 36,54=0,21*
7,4 (12,2:1,64)
ментоядерных и палочкоядерных нейтрофилов: сегментоядерных форм было в 2 раза меньше, а -палочкоядерных — приблизительно в 4 раза больше, чем в контроле.
Совокупность сдвигов показателей красной крови указывает на интенсификацию кислородтранс-портной и регенеративной функций, что всегда связано с повышенным кислородным запросом организма. Отчетливо выраженные регенеративные изменения нейтрофильных лейкоцитов свидетельствуют о напряжении лейкоцитарного ростка и, очевидно, отражают нарушения иммунобиологической реактивности организма в целом.
В серии опытов с бензолом в концентрации 20 мг/м3 через 6 мес в периферической крови крыс количество эритроцитов понизилось на 20% (р<0,001), концентрация гемоглобина — на 23 % (р<0,001), количество ретикулоцитов — на 44 % (р<0,05), общая поверхность крови (гематокрит) — на 17 % (р<0,001), объем эритроцитов увеличился на 20 % (р<0,001).
Количество лейкоцитов уменьшилось на 27 % (р<0,01), лимфоцитов — на 25%, резко снизилось количество сегментоядерных нейтрофилов (р<0,001), и их содержание в крови стало меньше, чем палочкоядерных форм; отмечено снижение уровня юных форм.
показателей красной крови свидетельствуют о развитии анемии, в генезе которой существенную роль, по-видимому, играет гемолиз. Компенсаторная реакция кроветворения была подавлена, в результате чего кислородная емкость крови уменьшилась.
Для оценки терморегуляционных реакций животных подвергали тестированию с помощью фармакологической пробы — инъекции норадреналина в дозе 0,4 мг/кг внутримышечно [7, 8]. Пробу проводили однократно в конце затравки. По общепринятой методике изучали калоригенное действие норадреналина на основании известных данных о регулирующем влиянии норадреналина на процессы теплопродукции. Величину теплопро-
дукции косвенно оценивали по температурной реакции, определяемой по максимальному повышению температуры ядра тела и длительности этих изменений. Одновременно мы попытались выяснить стимулирующий эффект норадреналина — влияние на периферические сосуды кожи (сужение сосудов, понижение температуры кожи), которое вызывает изменение теплоизоляционных свойств кожи. Была предпринята также попытка оценить состояние механизмов температурной чувствительности организма на основе анализа температурных сдвигов ядра тела после инъекции норадреналина к моменту включения сосудистой реакции увеличения теплоотдачи, направленной на восстановление температурного гомеостаза после инъекции. Установлено, что сосудистая реакция, изменения теплоотдачи чрезвычайно чувствительна к изменениям теплосодержания тела и может, служить точным объективным показателем изменений теплового состояния экспериментальных животных и человека [3, 6]. Результаты исследования терморегуляционных реакций животных представлены в табл. 2.
При температуре камеры 22—24 °С в покое у животных 2-й группы выявлены более высокие, а у животных 3-й группы — более низкие, чем у контрольных животных, значения температуры ядра тела.
После введения норадреналина в дозе 0,4 мг/кг температура ядра тела у всех животных повышалась. У животных, получавших бензол, весь ход температурной кривой ядра тела по величине отклонения температуры и длительности температурной реакции отличался от контроля. Отмечены более высокие максимальные значения температуры ядра тела, изменения значений этого показателя относительно исходного уровня в 2— 3 раза (р<с0,001) превышали соответствующие изменения в контроле, а длительность температурной реакции была в 4—5 раз (р<0,001) больше, чем у контрольных животных. При этом все параметры реакции (амплитудные, временные
ё
ф
у
4
ф
т
характеристики) изменялись в большей степени у крыс 3-й группы, чем у животных 2-й группы, т. е. они были дозозависимыми.
Следует отметить, что температура ядра тела
емкость крови. Указанные сдвиги, по-видимому,
О
сохранялась повышенной и после включения сосудистой реакции увеличения теплоотдачи. По-видимому, устойчивое повышение температуры тела у подопытных животных после введения норадре-налина отражает усиление процессов теплопродукции в связи с интенсификацией окислительных процессов в организме, т. е. так называемое калоригенное действие норадреналина.
У всех животных к моменту включения сосудистой реакции увеличения теплоотдачи температура тела повышалась. У контрольных животных эта реакция наступала, когда температура ядра тела достигала 39 °С, в среднем через 5 мин после введения норадреналина; сдвиг по отношению к исходному уровню составлял 0,5 °С, температура кожи скачкообразно повышалась на 6,3 °С.
У подопытных животных реакция наступала при более высоких, чем в контроле, значениях температуры ядра тела. Увеличение латентного периода реакции, очевидно, свидетельствует об усилении вазоконстрикторного действия норадреналина на периферические сосуды. При этом амплитудные характеристики реакции — сдвиг температуры ядра тела к моменту реакции (порог реакции), изменения температуры кожи, характеризующие выраженность сосудистой реакции увеличения теплоотдачи, и ее латентный период —
были в большей степени выражены у животных 3-й группы, т. е. были дозозависимыми. В результате включения терморегуляционной сосудистой реакции увеличения теплоотдачи температура кожи животных 2-й и 3-й групп повышалась. У подопытных животных наблюдалось снижение коэффициента усиления в системе терморегуляции, которое указывает на то, что после длительного воздействия бензола в изученных концентрациях температурная чувствительность структур ядра тела понижается уже при оптимальной для организма температуре среды — 22—24 °С.
Можно полагать, что выявленные особенности в регуляции температуры тела после длительного воздействия бензола, а именно изменение температуры тела, повышение порога реагирования на изменения температуры тела, повышение чувствительности организма к калоригенному и ва-зоконстрикторному действию норадреналина, обусловлены функциональными перестройками в системе терморегуляции.
Таким образом, анализ периферической крови
подопытных животных, подвергнутых воздействию бензола в концентрации 2,5 мг/м3 в течение 6— 7 мес позволил установить физиологические перестройки в эритроцитарной системе крови, которые заключаются в некоторой интенсификации функции красной крови: посредством повышения количества эритроцитов, уровня гемоглобина, усиления эритропоэза увеличивается кислородная
служат компенсаторной реакцией на повышенный кислородный запрос организма, который выявляется после воздействия бензола в концентрации
2,5 мг/м3.
При воздействии бензола в концентрации 20 мг/м3 наблюдаются специфические изменения красной и белой крови: снижение количества эритроцитов, лейкоцитов, лимфоцитов; подавление регенеративной функции кроветворных органов. Отмеченные сдвиги со стороны эритроцитарной системы крови свидетельствуют о ее функциональной недостаточности. Ослабление функции эритроцитарной системы может играть определенную роль в возникновении гипоксий и нарушениях терморегуляции.
Анализ терморегуляционных реакций у контрольных и подопытных животных при 22—24 °С позволил установить сравнительно более высокие, чем в контроле, значения температуры тела у животных, подвергнутых длительному воздействию бензола в концентрации 2,5 мг/м3, и сравнительно более низкие по сравнению с контролем значения температуры тела у животных, подвергнутых длительному воздействию бензола в концентрации 20 мг/м3. Таким образом, температурный гомеостаз у подопытных крыс устанавливается на новом уровне поддержания жизнедеятельности организма.
Исследование терморегуляционных реакций организма животных после введения норадреналина показало, что важная особенность механизма действия бензола на функцию терморегуляции проявляется через его влияние на механизмы регулирования температурного гомеоста-за — термочувствительные и адренергически^ структуры. После введения норадреналина усиливается его вазоконстрикторное и калоригенное действие на подопытных животных. На основании данных об усилении указанных норадрена-линзависимых реакций можно заключить, что ад-ренорецепторы и система терморегуляции приобретают повышенную чувствительность к норадре-налину. ;
Более значительные пороговые изменения температуры ядра тела, при которых наступает сосудистая реакция увеличения теплоотдачи у подопытных животных, и снижение коэффициента усиления в системе терморегуляции свидетельствуют о том, что изменения в системе терморегуляции направлены на снижение чувствительности и функциональной активности центральных механизмов терморегуляции.
Можно согласиться с мнением некоторых исследователей [4] о том, что повышение порога реагирования системы терморегуляции на температурные стимулы как один из механизмов приспособления допускает расширение границ физиологических колебаний температуры тела и поддержание температурного гомеостаза при более отставленных реакциях, тем самым позволяя сни-
зить степень напряжения механизмов терморегуляции.
Однако важно подчеркнуть, что в условиях функционального напряжения системы терморегуляции (после введения норадреналина) сдвиги температурного гомеостаза, выразившиеся в иных, чем в нормальных условиях, соотношениях интенсивности и временных характеристик важнейших в терморегуляции реакций — изменений теплопродукции и перераспределительного кровотока, в частности в значительном активирующем влиянии норадреналина на метаболические процессы, вероятно, следует рассматривать как нарушение деятельности регуляторных механизмов на уровне адренореактивных систем и центра терморегуляции.
В этом случае становится понятно, что изменения функционального состояния термочувствительных и адренореактивных структур находят отражение в деятельности эффекторных механизмов терморегуляции и изменениях температуры тела.
Таким образом, повышенная чувствительность к норадреналину — синдром, который наиболее
полно отражает устойчивые перестройки системы терморегуляции под влиянием химических веществ. Этот синдром может быть использован для контроля за изменением функционального состояния целостного организма путем количественного изучения норадреналинзависимых реакций, связанных с функцией терморегуляции и рассмотренных в данной публикации.
Литература
1. Бахилина И. М. // Физиол. журн. СССР.— 1967.— Т. 53, № 1.— С. 119—121.
2. Голиков С. Н., Саноцкий И. В., Тиунов Л. А. Общие механизмы токсического действия.— М., 1986.
3. Иванов К. П. // Термодинамика и регуляция биологических процессов.—М., 1984.—С. 144—152.
4. Майстрах Е. В. // Физиология терморегуляции.—Л., 1984.—С. 78—112.
5. Плющев А. К., Мелесова Л. М. // Гиг. и сан.— 1980.— № 6.— С. 53—55.
6. Слепчук И. А. // Всесоюзная конф. «Терморегуляция и спорт», 1-я: Тезисы докладов.—М., 1986.—С. 88—89.
7. Jansky L. II Biol. Rev.— 1973.—Vol. 48.— P. 88—132.
8. Landsberg L., Saville M. E., Young J. // Amer. J. Physiol.—
1984.—Vol. 247, N 2.—Pt 1.—P. E181—E189.
Поступила 15.02.89
H. В. ЖИВОТНИКОВА, 1990
УДК 616.36-018.1-02:547.587.121-092.9-07
Н. В. Животникова
ИЗМЕНЕНИЯ БИОЭНЕРГЕТИКИ МИТОХОНДРИЙ ПЕЧЕНИ КРЫС ПОСЛЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
ДИГЛИЦИДИЛОВОГО ЭФИРА Л-ОКСИБЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТЫ
Донецкий медицинский институт им. М. Горького
В процесс интоксикации организма ксенобиотиками обязательно вовлекается и биоэнергетика клеток, в частности гепатоцитов. В доступной литературе практически отсутствуют данные о состоянии биоэнергетических процессов в митохондриях печени лабораторных животных, подвергшихся воздействию эпоксидных соединений. В связи с этим целью данной работы явилось изучение биоэнергетики митохондрий гепатоцитов крыс после ингаляционного воздействия одного из эпоксидных соединений — диглицидилового эфира /2-оксибензойной кислоты [1].
В эксперименте1 использовали беспородных белых крыс-самцов массой от 200 до 230 г, подвергавшихся в течение 1 мес ингаляционному воздействию диглицидилового эфира я-оксибензой-ной кислоты в концентрации 1 и 20 мг/м3.
Митохондрии из печени крыс выделяли методом дифференциального центрифугирования [5]. Скорость дыхания митохондрий определяли поля-рографически с электродом типа Кларка по потреблению кислорода. Использовали два типа
сред инкубации: изотоническую, содержащую 250 мМ сахарозы, 5 мМ трис-буфера, 5 мМ КН2Р04, 2 мМ С12 (рН 7,4), и гипотоническую, содержащую 70 мМ КС1 и 5 мМ КН2Р04 (рН 7,4), а также два типа субстратов дыхания: 10 мМ сукцината или 10 мМ глутамата с 5 мМ малата. Потребление кислорода митохондриями регистрировали при температуре инкубации 37 °С после внесения в полярографическую ячейку объемом 1 мл 0,02—0,03 мл суспензии
1 Токсикологическая
Л. В. Черных.
часть эксперимента
выполиена
митохондрии с концентрацией митохондриального белка 100 мг/мл. В каждой серии проводили 6 опытов с 2—3-кратным определением показателей. Полученные данные обрабатывали методом вариационной статистики с использованием критерия Стьюдента.
В результате анализа параметров дыхания митохондрий, выделенных из печени крыс, подвергшихся ингаляционному воздействию исследуемого эфира, установлены четкие различия их по сравнению с контролем.
Изменения метаболических реакций опытных митохондриальных препаратов митохондрий в ответ на воздействие ксенобиотика заметнее всего проявились на фоне высоких скоростей дыхания
