CC BY
5
груза при всех переделках и нарушениях стереотипа оказывается более устойчивым, чем сравнительно легко усвояемый темп работы.
Воспроизведение в лабораторных условиях двигательных динамических стереотипов и прослеживание их изменений в различных степенях нарушения гармоничности позволяют накапливать материал по разработке теории утомления и его профилактики.
Поступила 13/1II 1954 г.
* * *
ИЗМЕНЕНИЯ В ЛЕГОЧНОЙ ТКАНИ ПРИ ВНУТРИТРАХЕАЛЬНОМ ВВЕДЕНИИ ОКИСЛОВ МАРГАНЦА
Старший научный сотрудник Э. Н. Левина, научный сотрудник Е. Г. Робачевская
ф
Из токсикологической лаборатории Ленинградского Научно-исследовательского института
гигиены труда и профессиональных заболеваний
>
При изучении сравнительной токсичности окислов марганца в одной из серий опытов взвесь этих окислов вводили непосредственно в трахею животных. Такой пугь введения применяется довольно часто, в особенности для получения экспериментальной модели пылевых болезней легких. Мы избрали этот путь, желая ускорить и увеличить всасывание таких малорастворимых соединений, как кислородные соединения марганца.
Как известно, окислы марганца практически нерастворимы в воде, физиологическом растворе и подобных жидкостях. Растворимость их в сыворотке крови человека, по нашим определениям in vitro, колебалась для разных окислов от 1,8 до 10 мг°/<к Поэтому в трахею животных вводили взвеси окислов в физиологическом растворе.
Техника введения в трахею была заимствована у Е. Н. Городенской, но несколько видоизменена. Наркотизированное животное фиксировали спиной вверх, челюсти его раздвигали, между зубов вставляли ушную воронку и под контролем глаза при освещении лобным рефлектором между голосовыми связками вводили затупленную иглу, через которую из шприца быстро впрыскивали отмеренное количество взвеси. Обычно оно не превышало 0,5 мл.
Опыты ставили на молодых крысах весом 150—200 г с 4 окислами марганца: закисью (МпО), закисью-окисью (МпзО<), окисью (МтОз) и двуокисью (МпСЬ). Все эти соединения были получены синтетически в заводских или лабораторных условиях. Содержание марганца в окислах колебалось от 98 до 101% от теоретического. Только один из исследуемых образцов МпОг содержал лишь 52% марганца от теоретически возможного (образец № 1). Дисперсность частиц колебалась от 1 р и меньше (50%) до 3 I*-
Контрольным животным тем Же путем вводили физиологический раствор.
Как оказалось, в результате однократного введения некоторых окислов часть животных быстро погибала уже вскоре после введения взвеси в трахею. Из имевшихся в нашем распоряжении образцов двуокиси марганца образец № 1 оказался гораздо более активным, чем другой, полученный обычным электролитическим путем, как это видно из данных таблицы. .
После введения обоих образцов двуокиси марганца животные погибали в различные сроки: в течение первых 40 минут и до 20 часов.
Летальность белых крыс при однократном введении им окислов марганца в трахею
МпО Мп,04 | Мп20:, Мп02
Доза количество животных количество животных количество животных количество животных
(в мг) в опыте погибло в опыте погибло в опыте погибло в опыте погибло
10 — — — — — — 5 3'
20 5 0 — — 9 2 5 3>
50 15 0 102 3 10 2 10 2
При введении окиси марганца сроки наступления смерти колебались от 1 часа до 1—2 суток, независимо от количества введенного в трахею вещества. После введения закиси-окиси гибель крыс отмечалась лишь через 1—2 суток. При введении взвеси закиси марганца ни одна из 20 крыс не погибла (дозы 20 и 50 мг). Из контрольных животных ни одно не погибло после первого или даже после повторных введений физиологиче-' ского раствора.
Одни и те же окислы, например, окись марганца, давали более выраженный токсический эффект сразу же после их изготовления, чем после длительного их хранения (6—12 месяцев). Можно предположить наличие каких-то изменений в самих окислах по мере их старения, отражающихся на их активности.
Микроскопические изменения в легких погибших животных складывались из наличия более или менее равномерно распределенного по ткани темного пигмента (окислы марганца), расстройств кровоообращения, иногда обширных кровоизлияний, отека и эмфиземы. Эти изменения, вероятно, и явились непосредственной причиной гибели животных.
У ряда других животных, убитых по ходу опытов через сутки после введения окислов в трахею, в легких также отмечались расстройства кровообращения: неравномерное полнокровие, иногда мелкие или более крупные кровоизлияния, порой умеренно выраженный отек. В опытах с закисью марганца такие изменения в легких не наблюдались.
При микроскопическом исследовании ткани легких животных, погибших в сроки от 40 минут до 20 часов после введения двуокиси марганца, были обнаружены диффузный отек, резкое полнокровие и у части животных небольшие кровоизлияния, а также острая очаговая эмфизема. Эпителиальная выстилка большинства бронхов была сохранена и лишь в отдельных бронхах эпителий почти полностью отпал. В просвете некоторых бронхов, альвеолярных ходов и альвеол были видны следы введенного вещества (рис. 1). V
При таком же введении в трахею белых крыс двуокиси марганца в дозе! Ю мг Ллойд-Дэвис и Хардинг наблюдали уже через 15 минут утолщение альвеолярных перегородок, изменения эпителия, а через несколько часов — развитие эмфиземы. Гистио-цитарная реакция в межуточной ткани с появлением гистиоцитов в альвеолах отмечалась ими через сутки. Позднее развивались обширные бронхопневмонии с-полиморфноклеточной реакцией. Эти авторы указывают на специальное «токсическое:» действие марганца на эпителий дыхательных путей. В литературе имеются также указания о повреждающем действии марганца на эндотелий сосудов (Бютнер и Ленц и др.).
Метод внутритрзхеального введения взвеси металлов, их окислов или солей белым крысам получил, как уже указывалось, довольно широкое распространение. Однако при введении в трахею крыс соединений
1 Опыты ставились с образцом двуокиси марганца № 1.
2 Доза Мп .04 составляла 75 мг.
Рис. 1. Однократное введение в трахею 3 мг Мп02 (крыса 26). Смерть
через 4 часа. Отек легких, полнокровие, кровоизлияния (малое увеличение).
Рис. 2. Повторное введение в трахею МпО (7 раз в течение З'/г месяцев) в количестве 105 мг (крыса 1). Узелки, располагающиеся в просветах альвеол в межальвеолярных перегородках образованные клетками эпите-лиоидного типа, гистиоцитами и фибробластами (малое увеличение).
алюминия, кремния, селена и даже бериллия (последний, как известно, способен вызывать резкие изменения в легких) не описано таких острых изменений в легких, какие мы наблюдали при внутритрахеальном введении окиси или двуокиси марганца. Таким образом, окислы марганца оказывают резкое действие в месте их введения.
В наших опытах высшие окислы марганца — окись и двуокись — действовали сильнее, чем закись, что выражалось в большей летальности после однократного введения высших окислов и в отсутствии резких расстройств кровообращения в легких при действии закиси. Резкое повреждение легочной ткани при действии высших окислов могло бы говорить о действии этих соединений как окислителей. Известно, что подобные изменения (резкие расстройства кровообращения, кровоизлияния, отек) наблюдаются у экспериментальных животных при вдыхании высоких концентраций кислорода (А. И. Сапов).
Наши исследования с введением в трахею раствора МпОз и такие же опыты Ллойд-Дэвиса и Хардинга показали быстрое развитие обширного отека легких с быстрой гибелью животных при действии этого соединения марганца.
Часть животных, не погибших после однократного введения окислов, в дальнейшем переносила по нескольку повторных введений. У ряда таких животных в легких развились изменения, которые мы считали непосредственно связанными с действием окислов марганца. Так, после 7 и 11 повторных введений в легкие (через трахею) закиси марганца в количестве 10—20 мг (2 раза по 40 мг) у 2 из 5 белых крыс в течение З'/г-—6 месяцев в просветах некоторых альвеол имелись небольшие скопления альвеолярных макрофагов с мелкими пылинками черного цвета в протоплазме. Одновременно у одной крысы были обнаружены множественные, а у другой менее многочисленные клеточные узелки из клеток эпителиоидного типа, гистиоцитов и фибробластов (рис. 2). В центре некоторых из них были видны макрофаги с пылинками в протоплазме, щелевидные просветы сдавленных клетками сосудов. В этих узелках при импрегнации серебром по методу Бильшовского в модификации Папа были видны аргирофильные волокна, а при окраске пикрофуксином в некоторых узелках можно было видеть тонкие коллагеновые волокна.
Из 6 крыс, перенесших от 3 до 5 повторных введений 20 мг окиси марганца в течение 1—4 месяцев, у 2 были обнаружены: у одной — узелковые скопления пылевых клеток, у другой — довольно многочисленные узелковые образования, вполне сходные с описанными выше; в пылевы* клетках некоторых узелков отмечались дегенеративные изменения (ячеистость и базофильность протоплазмы). У этого животного, кроме узелков, имелся начальный склероз в межуточной ткани.
У 4 крыс (из 12), перенесших в течение У!*—4 месяцев от 3 до 9 раз введение двуокиси марганца в дозах от 0,5 до 20 мг, также были обнаружены узелковые образования, подобные описанным при введении закиси и окиси. Межальвеолярные перегородки на большем или меньшем протяжении были утолщены за счет размножения в них гистиоцитарных клеточных элементов. У ряда животных эти межуточные изменения преобладали над узелковыми образованиями. В этих же участках были видны выстланные кубическим эпителием бронхиолы, в просветах которых располагались лейкоциты или альвеолярные макрофаги с мелкими черными пылинками в протоплазме. В утолщенных перегородках и в узелковых образованиях были видны тонкие коллагеновые волокна.
У остальных животных, погибших или убитых после повторных введений любого из окислов, в легких обнаруживались острые или хронические воспалительные изменения (острые и хронические пневмонии с обострением, хронические гнойные бронхиты с бронхоэктазами). У части животных имелись только расстройства кровообращения — отек, кровоизлияния.
У 3 контрольных крыс, перенесших 4—10 введений в трахею физиологического раствора, не было отмечено изменений в легочной ткани, а у 2 имелся хронический бронхит с бронхоэктазами.
Наличие у подопытных и даже контрольных крыс гнойных бронхитов и пневмоний может быть объяснено склонностью этих животных к спонтанным воспалительным заболеваниям легких. Не исключена также возможность инфицирования легких при внутритрахеальных введениях. Но в развитии этих пневмоний нельзя исключить и предрасполагающей роли самих окислов марганца.
В пользу таксго предрасположения говорят, например, данные Иоттена. В его опытах специальное заражение животных, предварительно подвергавшихся воздействию пыли двуокиси марганца, одним из штаммов пневмококков вызывало пневмонии значительно чаще, чем у контрольных животных.
Одновременно с опытами по введению окислов марганца в процессе другой работы (И. Д. Гадаскина и Е. Г. Робачевская), имевшей целью получение экспериментального силикоза, в трахею белых крыс вводили примерно такие же дозы взвеси кристаллической двуокиси кремния той же дисперсности. Оказалось, что однократное введение двуокиси кремния не вызывало гибели животных ни в короткие, ни в более отдаленные сроки (до 8 месяцев). Изменения в легких, возникавшие после нескольких введений окислов марганца (узелковые клеточные образования с небольшим количеством коллагеновых волокон), по морфологической характеристике были в известной степени сходны с изменениями, возникавшими в те же сроки (1—6 месяцев) после однократного введения таких же и даже более высоких доз двуокиси кремния. Некоторое различие состояло в том, что при действии окислов марганца, наряду с образованием клеточных узелков, межуточный процесс наблюдался чаще, чем это имело место при введении двуокиси кремния.
Выводы
1. При интратрахеальном введении белым крысам взвеси окислов марганца у значительной части животных в легких развиваются острые нарушения кровообращения: отек, полнокровие, кровоизлияния, а также эмфизема. Эти изменения, выраженные при действии двуокиси или окиси, почти не наблюдались при введении закиси марганца, что указывает на большую токсичность высших окислов марганца по сравнению с низшими.
2. После нескольких введений в трахею разных доз (начиная от 0,5 мг) окислов марганца в легких части животных развивались хронические изменения в виде узелкового и диффузного межуточного процесса с начальными явлениями склероза, возникавшие независимо от характера вводившегося окисла.
3. Полученные данные дают основание считать, что вдыхание пыли окислов марганца может привести к возникновению изменений в легких, непосредственно связанных с действием этих окислов (манганокониозы), а также и других неспецифических заболеваний, развитие которых связано с предшествующими изменениями в легких под влиянием вдыхания окислов.
ЛИТЕРАТУРА
Городенская Е. Н„ Труды АМН СССР. 1951, № 17 —Сапов А. И„ Бюлл. экспеоимент. биологии и медицины, 1953. № 35, 4, 40.— Büttner, Lenz. Arch. Gewerbepathol.. 1937, N 7, 672.—Jotten, Deutsche medizinische Wochenschrift, 1939, 409. - Lloyd-D a vis, Harding, Brit. Journ. Ind. Med., 1949, N 6, 82.
Поступила 3/VII 1954 r.
