CC BY
7
резкое изменение существующих факторов может привести к перестройке многих функций организма человека и передаче новых его свойств потомству. Можно допустить, что имеет место механизм накопления, хранения и передачи информацЕ и в структурах от поколения к поколению. Однако для подтверждения этого требуется проведение длительных экспериментальных исследований. При этом надо помнить, как отмечает Г. И. Царегородцев, что нормальная жизнь человека в преобразуемой среде осуществляется не через коренное преобразование структурно-функциональных основ организма, а в результате приспособления среды к потребностям организма. Требуются комплексное решение специалистами различного профиля вопроса о количественной оценке адаптационных способностей человека, установление безопасных пределов его функциональных возможностей к воздействию различных факторов внешней среды, а также разработка и внедрение мероприятий по приспособлению окружающей среды к оптимальным гигиеническим потребностям организма.
ЛИТЕРАТУРА. Алексеев С. В., Гецель Х.А. В кн.: Материа-лы научной сессии по проблеме «Современное состояние учения о производственном шуме и ультразвуке, их влияния на организм и профилактике вредного действия». Л., 1968, с. 5.— Алексеев С. В., Аничин В. Ф. Гиг. труда, 1971, № 8, с. 25.— Андреева-Галанина Е. Ц., Алексеев С. В., Кадыскин А. В. Там же, 1970, №7, с. 4.— Аничин В. Ф., Алексеев С. В. Ж- ушн., нос. и горл, бол., 1973, № 1, с. 15.— Казначеев В. П., Суботин М. Я- Этюды к теории общей патологии. Новосибирск, 1971.— Свадковская Н. Ф., К о м о -в а А. Д., Соболев B.C. Гиг. и сан., 1967, №7, с. 19.—С у в о р о в Г. А., Маракушкин Л. А. В кн.: Безопасность труда и профилактика профессиональных заболеваний в судостроительной промышленности. Л., 1969, с. 68.— Царегородцев Г. И. Вопр. философии, 1972, № 10, с. 59.
Поступила 2/IV 1973 г.
CERTAIN ASPECTS OF THE PROBLEM OF NOISE ADAPTATION E. Ts. Andreeva-Galanina, S. V. Alekseev, A. V. Kadyskin
On the basis of personal experimental data and field observations made on the assessment of the action of noise of various parameters, the authors point to the necessity of taking into account the possible changes in the limits of the adaptation capacities of a human body to the action of a noise factor.
УДК в 16.24-003.66-092.9-074
Канд. мед. наук Г. В. Белобрагина, Ю. М. Беляков, Г. П. Орлов, Е. Н. Почашев, JI. А. Медведев
ИЗУЧЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ СВОБОДНЫХ РАДИКАЛОВ В ЛЕГКИХ ЖИВОТНЫХ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ПНЕВМОКОНИОЗАХ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОННОГО ПАРАМАГНИТНОГО
РЕЗОНАНСА
Научно-исследовательский институт гигиены труда и профзаболеваний, Свердловск
За последнее время накоплены убедительные данные, свидетельствующие о том, что в ферментативных процессах биологических систем важную роль играют атомы и молекулы с неспаренными электронами, находящимися в виде свободных радикалов или парамагнитных ионов металлов переменной валентности. Лучшим методом для изучения систем с неспаренными электронами является электронный парамагнитный резонанс (ЭПР). Этим методом исследовали многие процессы, происходящие в организме, в частности ферментативные реакции (Commoner и соавт.). Большое внимание уделяется изучению ингибирующего действия цитотоксических продуктов свободнорадикального окисления на процессы клеточной пролиферации (А. Э. Калмансон и соавт.; Н. М. Эммануэль и соавт.).
Антагонистами цитотоксических процессов в клетке являются клеточные биоантиокислители, которые при накоплении подавляют свободнора-дикальные реакции, способствуя клеточной пролиферации, присущей таким заболеваниям, как опухолевые процессы и, возможно, пневмоконио-зы. В частности, М. И. Окунь и соавт. утверждают, что накопление аскорбиновой кислоты — естественного биоантиокислителя — в рационе животных при экспериментальном силикозе подавляет свободнорадикальное окисление, что в свою очередь способствует прогрессированию фиброзного процесса. А. М. Шевченко и В. С. Белецкий, изучая влияние пропилового эфира галловой кислоты (ингибитора свободнорадикальных реакций), отмечают его активирующее действие на развитие экспериментального силикоза. Авторы названных работ косвенно указывают на возможное подавление свободнорадикальных процессов при экспериментальном силикозе. Однако Ю. Н. Успенский и соавт. показали, что при силикозе имеет место усиление сигналов с ткани легких.
Представлялось важным выяснить состояние свободнорадикальных реакций при пневмокониозах, характеризующихся продуктивными процессами в легочной ткани. Содержание свободных радикалов в ткани легких исследовали при экспериментальном силикозе, вызванном кристаллической и конденсированной модификациями двуокиси кремния, при асбе-стозе, антракозе и пневмокониозе, вызванных пылью шамота, через 9 месяцев после однократного интратрахеального введения 50 мг соответствующей пыли. Кварц на 100% состоял из свободной двуокиси кремния, конденсат двуокиси кремния — на 99,5%, в шамоте было 55% общей двуокиси кремния, из них 18% свободной, 40,5% А1203, 1,3% Ре203 и 0,6% Л^О, в асбесте — 36,56% общей двуокиси кремния, 1,98% А1203, 15,98% Ре203 и 38,86% Л^О, в антраците — 1,03% свободной двуокиси кремния, остальное практически углерод. После декапитации 100 белых крыс их легкие в замороженном состоянии лиофилизировали, размельчали в камере с инертным газом, помещали в пробирки, которые после вакуумирования запаивали. Исследование свободных радикалов проводили на ЭПР—спектрометре Е1?-9. У параллельной группы животных (100 белых крыс) определяли количество коллагена в легких (по методу Стегемана); полученный пневмокониоз изучали также морфологически.
В легких животных, подвергавшихся интратрахеальному введению кристаллической модификации двуокиси кремния, обнаружено большое количество силикотических узлов, часто образующих конгломераты, занимающие местами полностью все доли. Узлы состоят из коллагеновых волокон и большего или меньшего количества клеточных элементов. Склероз в них достигает III—IV стадии по Кингу и Белту. В случаях с введением конденсированной двуокиси кремния легкие имеют меньшие размеры, патологическим процессом захвачена меньшая площадь, однако в патологически измененных участках склерозированию подвергаются не только узелки, но и стенки бронхов, сосудов и альвеолярные перегородки. Колла-геновые волокна в узлах чаще гиалинизированы. Введение пыли шамота приводит к возникновению в легких четко контурированных силикотических узелков со II стадией склероза. Процессы диффузного склероза выражены в меньшей степени, чем при введении пыли, состоящей практически из чистой двуокиси кремния. Экспериментальный асбестоз представлен перибронхиальным и периваскулярным склерозом, склерозом в перегородках альвеол и вокруг узелков. По интенсивности диффузно-склеротических процессов он занимает промежуточное положение между «кремнеземными» и «шамотной» сериями. Введение пыли антрацита приводит к появлению пылевых узелков с развитием коллагеновых волокон на их периферии, утолщению слоя периваскулярной и перибронхиальной соединительной ткани, очаговому склерозированию альвеолярных перегородок.
В соответствии с результатами морфологических исследований находятся биохимические данные по определению в легких содержания колла-
гена. Статистическую обработку материала проводили по методу Питерса с использованием фактора Молденгауэра (Е. В. Монцевичюте-Эрингене). Установлено, что наиболее высокое содержание коллагена (табл. 1) отмечается при введении кварцевой пыли и конденсата двуокиси кремния.
При асбестозе, пневмокониозе от пыли шамота и антракозе количество коллагена в легких значительно меньше, однако превышает в 11/г раза контрольный уровень.
Спектры ЭПР получены с образцов лиофилизированной легочной ткани и эритроцитов.
Интенсивность сигналов ЭПР приведена в табл. 2. Из полученных данных видно, что развитие пневмокониоза (пневмосклероза) вызывает увеличение в легочной ткани по сравнению с контролем концентрации парамагнитных центров, наиболее выраженное при введении (исключая антрацит) кварца и конденсата двуокиси кремния. Так, при самом интенсивном
Таблица 1
Содержание коллагена в сухой обезжиренной ткани легких
Относитель- Абсолютное
Пыль ное (х± Р (х± вх ) (в мг Р
(в мг на 1 г) на легкое)
Контроль _ 21,14—2,34
Кварц 14,88—0,82 <0,1% 113,87—14,56 <0,1%
Конден-
сат 17,60— 1,38 0,2% 87,40—9,96 <0,1%
Асбест 10,84—0,38 <0,1% 38,97^:2,89 <0,1%
Шамот 9,912=0,53 0,4% 36,45— 1,91 <0,1%
Антра- 4%
цит 10,34—0,51 <0,1% 36,54—5,86
Интенсивность спектральных кривых (в отн. ед.)
Пыль Легкие Эритроциты
Контроль 0,17 0,15
Кварц 0,9 0,07
Конденсат 0,4 —
Асбест . . . 0,3 0,13
Шамот 0,2 0,13
Антрацит 6,8 0,03
пневмосклерозе (силикозе, вызванном кварцем, 113,87 мг коллагена на легкое) наблюдаются и наиболее высокие показатели интенсивности ЭПР (0,9). При пневмокониозе, возникшем от введения пыли шамота, при низком содержании коллагена (36,45 мг) приближается к норме и интенсивность сигналов ЭПР (0,2). Логично полагать, что это обусловлено уменьшением в соединительнотканных структурах количества естественных био-антиоксидантов. Иначе говоря, здесь имеется прямая корреляция между пневмокониозоопасностью пыли, выраженной абсолютным содержанием коллагена в легких, и количественными показателями интенсивности сигналов ЭПР. Вместе с тем при антракозе содержание коллагена в это время весьма незначительно. Исходя из сказанного выше, следовало бы ожидать, что концентрация парамагнитных центров должна быть наименьшей. Однако именно при этом пневмокониозе она превышала все показатели. Объясняя такую аномалию, нельзя не учесть того, что пыли антрацита присуще большое количество парамагнитных центров (Л. А. Блюменфельд и соавт.; Ю. Н. Успенский и соавт.), в то время как в кварце они практически отсутствуют. И, наконец, обращает на себя внимание некоторое изменение формы контура и усложнение структуры спектральной кривой, полученной с легких животных, запыленных конденсатом двуокиси кремния, который по ряду других показателей, в частности по темпам возникновения склероза и возможности обратного его развития, существенно отличается от всех изучаемых пневмокониозов.
Как указывалось выше, спектры ЭПР снимались и с эритроцитов. Определение их диктовалось возможностью миграции как радикальных субстратов, так и продуктов свободнорадикального окисления (перекисей, альдегидов, кетонов и т. д.) из легких по кровяному руслу. Прежде всего обращало на себя внимание снижение при всех исследованных пневмоко-ниозах интенсивности спектральных кривых, тогда как по форме сигнала
и ширине они почти не отличались друг от друга. Не останавливаясь пока на антракозе, следует отметить, что наибольшее снижение в эритроцитах обнаруживается при введении самой агрессивной пыли кварца (0,07), меньшее — шамота и асбеста (0,13). Таким образом, здесь налицо тенденция, обратная той, которая наблюдается в легких. На основании собранного нами материала мы еще не можем дать окончательной трактовки полученных данных. Можно лишь предположить, что при локализации парамагнитных центров в легочной ткани наименьшее их количество может мигрировать в кровь из наиболее склерозированной ткани (силикоз, вызванный кварцем) и наибольшее — из легких с наиболее слабым фиброзом (шамотный пневмокониоз). Но такое предположение о связи между фиброгенным действием пыли и снижением количества свободных радикалов в эритроцитах опять-таки не находит подтверждения при антракозе. В последнем случае при наименьшем содержании коллагена в легких выявляются и самые низкие цифры интенсивности спектральных кривых (0,03). Логично полагать, что угольная пыль, замурованная соединительной тканью, не имеет выхода в кровь и, следовательно, не может повышать концентрацию парамагнитных центров в эритроцитах. Но остается необъяснимым сам факт уменьшения интенсивности спектральных кривых в эритроцитах при различных пневмокониозах. Очевидно, ферментативные реакции при патологических процессах, вызванных введением различных видов изучаемой пыли, изменяются неоднозначно, что находит некоторое подтверждение и в различной динамике содержания таких активных групп, как сульфгид-рильные. Само собой разумеется, что все это нуждается в дальнейшем исследовании при экспериментальных пневмокониозах. Тем самым могут открыться новые перспективы в изучении сложного вопроса о патогенезе пневмокониозов.
ЛИТЕРАТУРА. Блюменфельд Л. А., Воеводский В. В., Семенова А. Г. Применение электронного парамагнитного резонанса в химии. Новосибирск, 1962.— Калмансон А. Э., Линчина Л. П., Четверяков А. Г. Докл. АН СССР, 1961, т. 141, с. 230. — М о н ц е в и ч ю т е - Э р и н г е н е Е. В. Пат. физиол., 1964, №4, с. 71.—О к у н ь М. И., Эньякова П. А., Родкина Б. С. и др. В кн.: Материалы 19-го пленума Украинск. республиканск. комиссии по борьбе с силикозом. Киев, 1968, с. 132.— Успенский Ю. Н., Белькевич В. И., К л ю -чарева 3. С. В кн.: Оздоровление условий труда в горнорудной промышленности. Свердловск, 1969, в. 2, с. 131.— Шевченко А. Н., Белецкий В. С. В кн.: Патогенез пневмокониозов (Труды Всесоюзн. симпозиума). Свердловск, 1970, с. 82.— Эммануэль Н. М., Коновалова Н. П., Дронова Л. М. Докл. АН СССР, 1962, т. 143, с. 737.— Commoner В., Lippincott В. В., Р a s -soneau J. V., Proc. nat. Acad. Sci. USA, 1960, v. 46, p. 405.
Поступила 13/IX 1972 r.
STUDY OF THE CONTENT OF FREE RADICALS IN THE ANIMALS' LUNGS IN AN EXPERIMENTAL PNEUMOCONIOSIS BY THE METHOD OF ELECTRONIC
PARAMAGNETIC RESONANCE
G. V. Belobragina, Yu. M. Belyakov, G. P. Orlov, E. N. Pochashev, L. A. Medvedev
An increase of free radicals contents was noted in the lungs in case of pronounced silicosis, pneumoconiosis from chamotte dust, asbestosis and anthracosis (confirmed histologically and biochemically). This increase was most significant in silicosis and anthracosis. The erythrocytes presented a reverse process: the free radicals content was diminished and it was most distinct as well in case of silicosis and anthracosis.
