CC BY
6
можно большее число параметров, характеризующих функцию различных систем организма. В наших исследованиях изменение большинства показателен, в том числе отражающих механизм действия ФОП, свидетельствует об усилении токсического эффекта карбофоса при увеличении дозы УФЛ на фоне высокой температуры воздуха.
Литература. 1. Габович Р. Д., Мурашко В. А., Тимошенко Я. Г. —Гиг. и сан., 1975, № 8, с. 17—21.
2. Девятка Д. Г., Постоловская Т. Т. — Там же, 1978, ^ 9? с 21_22.
3. Ойвин И. А. — Пат. физиол., 1960, № 4, с. 76—83.
4. Прокопенко Ю. И. — Гиг. в сан., 1979, № 6, с. 79—81.
5. Сапегин Д. И.. Михайлов В. В. — Там же, 1981, № 12, с. 36—37.
6. Сапегин Д. И., Генералов И. В.. Михайлов В. В. — Гиг. труда, 1982, № 3, с. 47—49.
Поступила 30.06.83
Summary. Joint effects of carbophos (5 mg/m' — 10MAC), high temperature (30 °C) and various UV-radia-tion levels (the optimal one being 654 mkwt/cm2, and levels exceeding the optimal one by 2 and 4 times) have been studied in rabbits exposed to the test agent inhala-tionally. A great number of parameters characteristic of different organs and systems have been recorded. The authors have concluded that carbophos has a potentiating effect in the elevated UV-radiation dose and high air temperature.
УДК 615.277.4.015.3.079.6
P. В. Меркурьева, H. H. Литвинов, С. И. Долинская, А. Б. Шехтман, Т. И. Гаджиева
ИЗУЧЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ ПРИ ДЕЙСТВИИ НИТРОЗОДИМЕТИЛАМИНА НА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МОДЕЛЯХ IN VIVO И IN VITRO
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва; НИИ вирусологии, микробиологии и гигиены нм. Г. М. Мусабекова, Баку
Выявление общих закономерностей различных реакций, происходящих в клетке, в процессе развития биологического действия факторов окружающей среды в условиях in vivo и in vitro — одна из актуальных медико-биологических проблем. Важной количественной характеристикой при гигиеническом регламентировании химических соедине. ний является биологическая эквивалентность (изо-эффективность) различных доз (концентраций) изучаемых веществ.
В настоящей работе предприняты попытки установления биологически эквивалентных концентра, ций химического канцерогена нитрозодиметилами" на на экспериментальных моделях in vivo и in vitro. Ввиду важности роли мембранострукту-рированного фермента эндоплазматического ре-тикулума — глюкозо-6-фосфатазы — Г-6-Ф (КФ 3. 1.3.9) в процессах гликолиза и глюконеогенеза [8], а также ее связи с липидными компонентами мембраны [4] и высокой чувствительности к действию нитрозодиметиламина [3,5] представлялось целесообразным определить количественные характеристики именно для этого фермента.
В экспериментальной модели in vivo использовано 240 белых беспородных крыс-самцов. Проведены биохимические исследования печени в процессе биологического действия нитрозодиметиламина— через 12, 24, 48 и 72 ч после однократного внутрижелудочного введения его в дозе ЗОмг/кг (3Д LD50), а также через 2, 5 и 10 мес постоянного поступления с питьевой водой (0,1, 1,0 и 10 мг/л).
В экспериментальной модели in vitro культуры тканей перевиваемых клеток амниона человека (Fe) пассировали в среде № 199 с добавлением
10 % фильтрата бычьей сыворотки. На 2-й день культивирования, при образовании монослоя, в культуру клеток вводили питательную среду, содержащую активированный нитрозодиметиламин из расчета 1, 2,5, 5 и 10 мг на 1 л. Активацию нитрозодиметиламина in vitro проводили в аппарате Варбурга 60 мин при 37°С в системе, содержащей фосфатный буфер, хлористый магний, хлористый калий, глюкозо-6-фосфата динатриевую соль, НАДФ и микросомальную фракцию гомогената печени белых мышей.
Промытый клеточный пласт, снятый со стекла в небольшое количество фосфатно-физиологиче-ского буферного раствора (механически или вер-сеном), центрифугировали 10 мин при 700 g. Осадок ресуспендировали в 0,25 М растворе сахарозы из расчета 3-106—5-10® клеток на 1 мл сахарозы.
О состоянии проницаемости мембран эндоплазматического ретикулума и возможной их лаби-лизации судили по соотношению общей и свободной активности фермента. Именно такой подход к оценке биологического действия химических факторов, как показали ранее выполненные исследования [6], позволяет выявлять наиболее существенные изменения, свойственные мембранопо-вреждающему эффекту изучаемых соединений.
Как показали результаты исследования, на ранних этапах биологического действия нитрозодиметиламина in vivo обнаружено снижение общей активности Г-6-Ф в печени крыс. Так, через 24 ч после введения химического канцерогена в дозе 30 мг/кг общая активность фермента в печени составляла в среднем 5,9±0,5 мкмоль/мин/г, что на 39% (Р<0,01) ниже контрольного уровня (9,7± ±1,0 мкмоль/мин/г). На более поздних этапах
Рис. 1. Зависимость концентрация — эффект по изменению свободной активности Г-6-Ф в культуре клеток амниона человека через 72 ч [/J в 24 ч (2) после воздействия нитрозо-
диметиламииа (in vitro). Здесь и на рис. 3 по оси абсцисс — концентрация нитрозо-днметиламина (в мг/л); по оси ординат — степень изменения активности фермента — эффект (в %).
развития биологического эффекта канцерогена (48 и 72 ч) общая активность Г-6-Ф в печени крыс соответственно снижалась в среднем на 49 и 65%. Аналогичная направленность в изменении общей активности Г-6-Ф отмечалась и при длительном поступлении нитрозодиметиламина в различных концентрациях. Так, через 5 мес снижение общей активности фермента составляло 24, 36 и 66 % соответственно при концентрациях 0,1, 1 и 10 мг/л по сравнению с активностью Г-6-Ф у контрольных животных (13,5±0,30 мкмоль/мин/г). Через 10 мес общая активность фермента снижалась в среднем на 52—59 %.
В эксперименте in vivo установлено, что свободная активность Г-6-Ф повышалась на 40, 30, 35 % при действии нитрозодиметиламина в течение 10 мес в концентрациях 0,1, 1 и 10 мг/л. Аналогичные изменения свободной активности наблюдались и в эксперименте in vitro (рис. 1).
Так, через 72 ч после введения канцерогена (2,5 мг/л) свободная активность фермента в культуре клеток амниона человека возрастала до 21 %• Более интенсивное воздействие нитрозодиметиламина (5 мг/л) вызывало сходный эффект лабилизации микросомальных мембран (увеличение свободной активности Г-6-Ф в 2 раза), что проявлялось в более ранние сроки воздействия (через 24 ч). В дальнейшем этот эффект сохранялся и через 72 ч после введения нитрозодиметиламина, когда достоверное повышение свободной активности Г-6-Ф в среднем до 25 % сочеталось со снижением обшей активности этого фермента в культуре ткани.
Аналогичный феномен отмечен нами ранее [7] и при изучении активности лизосомальных ферментов в процессе развития биологического действия нитрозодиметиламина в условиях in vivo и in vitro.
Подобное угнетение общей активности органел-лоспецифических ферментов, сопровождающееся их солюбилизацией при действии химических веществ, расценивается как наиболее выраженный мембраноповреждающий эффект, свидетельствующий, по-видимому, не только о лабилизации, но и о деструктурированни биомембран [6].
Принимая за эффект статистически достоверное снижение общей активности Г-6-Ф, можно построить для последней график зависимости время — эффект при однократном воздействии нитро-
зодиметиламина в дозе 30 мг/кг (рис. 2) и график зависимости доза — эффект по изменению ее активности при длительном (5 и 10 мес) поступлении канцерогена (рис. 3). Эта же закономерность наблюдалась и при воздействии максимальной (10 мг/л) концентрации нитрозодиметиламина че. рез 72 ч. Повышение свободной активности на 32 % сопровождалось заметным снижением общей активности Г-6-Ф до 5,13±0,28 нм/мин на 1 мг белка по сравнению с контролем (6,5± ±0,31 нм/мин/мг). Таким образом, по результатам эксперимента in vitro можно построить график зависимости доза — эффект через 72 ч (см. рис. 1).
Сравнивая результаты экспериментов, можно отметить, что нитрозодиметиламин in vitro (2,5 мг/л) и in vivo (30 мг/кг, через 72 ч и при длительном поступлении — через 5 и 10 мес) вызывает одинаковое по направленности и степени повышения изменение (30—40 %) активности Г-6-Ф. Следовательно, можно предположить, что изучаемые концентрации нитрозодиметиламина в экспериментах in vivo и in vitro являются биологически эквивалентными (изоэффективными), что позволяет положительно оценить возможность экстраполяции данных, полученных на разных экспериментальных моделях.
На основании представленных и ранее полученных данных [7] можно предположить, что лаби-лизация мембран важнейших внутриклеточных структур (лизосом, эндоплазматического ретику-лума) является общей закономерностью проявления структурно-функциональных нарушений, связанных с изменением проницаемости мембран внутриклеточных органелл и, вероятно, зависящих от количественного и качественного изменения мембранных компонентов [1, 2].
Установление количественной зависимости изменения активности Г-6-Ф от интенсивности и длительности воздействия в условиях in vivo и in vitro является важным фактом не только для
90 -
во -
70 -
60 - У
so - >/
40 -
зо - /
20 - '
Ю -
_I_I_!_L.
П & 48 7Z
Рис Z
Рис. 2. Зависимость время — эффект по изменению общей активности Г-6-Ф при действии нитрозодиметиламина (in vivo).
По оси абсцисс — время после введения нитрозодиметиламина (в ч); по оси ординат — степень изменения активности — эффект
(В?)).
Рис. 3. Зависимость концентрация — эффект по изменению общей активности Г-6-Ф в печени крыс через 5 мес действия нитрозодиметиламина (in vivo).
установления биологической эквивалентности разных концентраций химического канцерогена, но и при регламентации канцерогенных веществ в окружающей среде.
Кроме того, данный феномен приобретает особо важное значение, если учесть биологическую роль Г-6-Ф в процессах глюконеогенеза и гликогеноли-за. Понимание закономерностей изменения функционального состояния ферментных систем, участвующих в процессах внутриклеточного метаболизма, позволяет говорить о перспективности дальнейшего развития гигиенических исследований по изучению метаболических механизмов биологического действия химических загрязнителей в условиях in vivo при воздействии на целостный организм и in vitro — на культурах клеток и тканей.
Литература. 1. Бергельсон Л. Д., Дятловицкая Э.В.— В кн.: Биохимия липидов и их роль в обмене веществ. М.. 1981, с. 16—23.
2. Бурлакова Е. Б., Гвахария В. О., Глущенко Н. Н. и др. — Биохимия, 1980, т. 45, № 3, с. 387—391.
3. Долинская С. И. — Сборник трудов НИИ санитарии и гигиены им. Г. М. Натадзе, 1979, т. 15, с. 245—247.
4. Дятловицкая Э. В., Л омоновская А. Ф., Бергельсон Л. Д.— Биохимия, 1979, т. 44. .Vs 3, с. 498—503.
5. Меркурьева Р. В., Бурмантова Н. П., Шатернико-ва И. С. и др. — В кн.: Канцерогенные N-нитрозосоеди-нения: действие, образование, определение. Таллин, 1978, с. 103—104.
6. Меркурьева Р. В. — Вопр. мед. химии, 1982, № 2, с. 35—39.
7. Сидоренко Г. И., Ахундов В. Ю.. Литвинов Н. Н. и др. — Бюлл. экспер. биол., 1982, № 6, с. 101—103.
8. Ньюсхолм Э., Старт К- Регуляция метаболизма. М, 1977.
Поступила 29.11.83
Summary. Comparative assessment of the biological effects produced by different concentrations of the chemical carcinogen — nitrosodimethylamine, in different experimental models in vivo and in vitro has been made. The authors established a quantitative relationship between changes in the activity of the endoplasmic reticulum membrane-structured enzyme — glucoso-6-phosphatase and the intensity and duration of nitrosodimethylamine exposure in in vivo (rats' liver), and in vitro experiments (human amnion cell culture). The evidence obtained is important not only for the identification of the biological equivalence in exposure to the chemical carcinogen at different concentrations, but also for the environmental regulation of carcinogenic agents.
УДК 615.285.7.099:618.331.076.9
И. Л. Медведь
О ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ОПАСНОСТИ ЭМБРИОТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ГЕРБИЦИДА БЕТАНАЛА (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ
ДАННЫЕ)
Киевский НИИ гигиены труда и профзаболеваний
В связи с химизацией сельскохозяйственного производства все большее значение приобретают гербициды, среди которых эффективными оказались соединения группы карбаматов. Гербициды, обладая широким спектром действия, при известных условиях могут оказывать на организм работающих токсическое воздействие и приводить к неблагоприятным последствиям—эмбриоток-сическому, тератогенному, гонадотоксическому, мутагенному эффектам [1, 3—5].
Изложенное явилось предпосылкой к постановке экспериментальных исследований с целью выявления эмбриотоксического эффекта при пе-роральном и ингаляционном воздействии бета-нала.
Опыты проведены на беспородных белых крысах. Бетанал вводили животным на протяжении всей беременности в дозе, равной 1/100 ЬО50 (40 мг/кг, подпороговая доза при многократном воздействии по интегральным показателям) и концентрациях 30, 2 и 0,5 мг/м3 (пороговая и подпороговые концентрации по интегральным показателям).
Для выявления тератогенного действия был поставлен опыт с однократным введением бета-
нала крысам в токсической дозе — '/г ЬО50 (2000 мг/кг) на 9-й день беременности (один из критических периодов беременности — плацента-ция).
Критерием оценки эмбриотоксического действия служила гибель зигот до имплантации и эмбрионов после имплантации. При исследовании тератогенного действия регистрировали количество аномалий развития внутренних органов по методу Вильсона в модификации А. П. Дыбана [2]. В каждой серии экспериментов проанализировано 100 эмбрионов.
Количество нуклеиновых кислот в печени и миокарде беременных самок, тканях эмбрионов, а также в плаценте определяли по методу Фле-ка и Монро. Результаты исследований обработаны методом Фишера для четырехпольной таблицы, методом х2 [6] и методом, предложенным И. А. Ойвиным [7].
В табл. 1 приведены результаты экспериментальных исследований. Бетанал при однократном пероральном воздействии на 9-й день беременности в дозе, равной У2 вызывал увеличение количества резорбированных плодов и числа случаев геморрагии различной локализа-
