CC BY
3
УДК в13.в32 + «!4.7:вв]-036.а
В. А. Тычинин
к АНАЛИЗУ ОРГАННО-ТКАНЕВОГО И МЕЖСИСТЕМНОГО
ДОМИНИРОВАНИЯ ЛОКАЛИЗАЦИИ ПАТОЛОГИИ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ВРЕДНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
НА ОРГАНИЗМ
НИИ гигиены труда и профзаболеваний, Киев
В ранее опубликованной статье «К теоретическому анализу предпатологии» 110] нами был рассмотрен основной критерий различия нормы от предпатологии и патологии. Но не менее важный вопрос об организации доминирующей локализации патологических процессов в том или ином органе или ткани либо в той или иной системе организма остался необсужденным.
Проведем анализ доминирования локализации патологии в условиях равных характеристик реактивности исследуемых организмов и при воздействии на них только химических вредностей. Мы придерживаемся взгляда, что патогенетическая направленность действия в организме вредных химических веществ может быть обусловлена двумя основными особенностями их тропизма: органно-тканевым (местным) и межсистемным (функциональным, регуляторным).
Как и многие другие исследователи, под органно-тка-невым тропизмом мы понимаем в различной степени избирательное и в различной степени выраженное непосредственно« повреждающее действие некоторых вредных химических веществ на те или иные органы и ткани организма. Сложность вопроса о специфичности тканевого и органного тропизма обусловлена прежде всего тем, что все клетки нашего организма практически содержат один и тот же набор основных ферментов |7), т. е. содержат одни и те же основные молекулярные мишени к повреждающему химическому действию. Поэтому органно-тка-нсвый тропизм не может быть строго специфическим и его принято рассматривать в различной степени относительно избирательным [101. В свяди с этим заметим, что даже аутоиммунные (и иммунные) реакции 12, 3, 5, 12], генез которвх может быть связан с воздействием на организм многих вредных хц£щч£сммц веществ (скипидара, нафталина, формальдегида, гексаметилендиамина, полнхлор-пинена. этилмеркурхлорнда, никеля, хрома, бериллия и др.), также не ограничены строгой избирательностью, хотя и не исключено органно-тканевое доминирование патологического процесса в том или ином органе или ткани.
Следует подчеркнуть, что органно-тканевый тропизм химических вредностей может быть как опосредованным, так и прямым. Рассматривая этот вопрос, обратимся к сердечно-сосудистой системе, что может способствовать дальнейшему изучению возможной связи ее патологии с вредными химическими факторами, с которыми вероятен контакт современного человека в окружающей и производственной среде.
Представляется весьма принципиальным, что нарушения сердечно-сосудистой системы наблюдаются при острых и хронических интоксикациях очень многими вредными химическими веществами (1, 4, 6, 8, 9, 11, 13, 14, 16, 18, 191. И при этом главное то, что всем им свойствен самый различный по химической основе характер действия на организм. К таким вредным для сердечнососудистой системы химическим веществам относятся многие металлы и их соединения (в частности, ртути, хрома, кобальта, кадмия, свинца, мышьяка, ванадия, марганца, лития), сероуглерод, капролактам, бензол, бензин, ацетон, окись углерода, сульфиты, двуокись азота, ряд пестицидов (севин, рогор, родам, фосфамид, хлорофос, метафос, линдан, манеб, цинеб, гранозан, золан и др.), амнно- и нитросоединения и многие другие экзогенные химические вещества.
Кроме нервной и сосудистой, нет ни одной важной системы, которая бы в структурном отношении так множественно и многообразно пронизывала организм. В связи с этим даже при более выраженной тропности того или иного вредного химического вещества не к сердцу и сосудам, а к печени, почкам, легким, костному мозгу и другим органам и тканям сердечно-сосудистая система всегда оказывается неизолированной от патологии. Более всего это связано с тем, что кровеносные сосуды по сути являются неотделимым от структуры любого органа и любой ткани нашего организма компонентом. Даже если допустить возможность (в пользу «абсолютного» тропизма?!) повреждения вредным химическим веществом только паренхимы того или другого органа и представить при этом неповрежденными пронизывающие его кровеносные сосуды, то последние так или иначе своими различными гиг|| тологическими структурами в дальнейшем вовлекаются в патологию, так как вокруг них со стороны паренхимы нарушается среда. При этом не исключено образование в этой среде и таких метаболитов, которые, траиспортиру-ясь лимфой и кровью к миокарду и нейрональным центрам регуляций, нарушают и этим патогенетическим механизмом нормальное функционирование сердечно-сосудистой системы. Указанные особенности сердечно-сосудистой системы во многом определяют частоту ее вовлечения в патологию. Нарушения циркуляции крови, наблюдаемые не только в зоне поврежденной паренхимы того или иного органа или ткани, обусловлены тем, что сердечно-сосудистая система функционирует именно как целостная система. Эту регуляторную интеграцию ее активности создают как цещральные нейрональные механизмы, так и многочисленные периферические рецепторные аппараты сосудов и паренхимы различных органов и тканей, с которых для сердечно-сосудистой системы берут начало «собственные» и «сопряженные» рефлексы (20].
Рассмотренное выше опосредованное (вторичное) нарушение структур и функций сердечно-сосудистой системы может быть при воздействии на организм некоторых пестицидов (эндрина, гранозана, цинеба, манеба и др.), а также многих так называемых паренхиматозных ядов (нитратов, нитритов, нитро- и аминопроизводных бензола, бутилакрнлата, хлороформа, дихлорэтана, бромэтила, четыреххлорисгого углерода, формальдегида, окислов азо^ та и др.). Поясним этот опосредованный органно-тканевьп* тропизм химических вредностей к сердечно-сосудистой системе рис. 1.
Прямой органно-тканевый тропизм химических вредностей характеризуется тем, что его доминирующая патогенетическая «агрессивность» не выходит за анатомо-фнзиологические пределы, например, сердечно-сосудистой системы и ее регуляций. Такой тропизм вредных экзогенных химических веществ к сердечно-сосудистой системе обычно принято называть их кардиовазотоксическим действием. Эта кардиовазотоксичность не характеризуется строгой избирательностью, так как при этом наряду с сердцем и сосудами могут повреждаться и другие органы и ткани организма, однако эти повреждения менее выражены, чем со стороны сердечно-сосудистой системы. Прямой органно-тканевый тропизм вредных химических веществ к сердечно-сосудистой системе выражается в непосредственном нарушении (повреждении) этими веществами анатомических структур сердца и сосудов, а также тех или иных звеньев нейрогуморальной регуляции сердечно-
Почни
Рис. 1. Схема опосредованного органно-тканевого тро-лизма химических вредностей к сердечно-сосудистой системе и ее регуляции. У — поврежденная паренхима печени (нлн ночки) и вовлеченный в патологический процесс кровеносный сосуд. Верхняя стрелка — ¿¡фферентация от поврежденного сосуда, нижняя — от поврежденной паренхимы: 2 — вредные метаболиты в тканях поврежденных -органов. Стрелка — поступление этих метаболитов в кровеносное русло; 3 — нарушение функций сердечно-сосудистой системы.
сосудистой деятельности. К вредным экзогенным химическим веществам, которым в различной степени свойствен такой тропизм к сердечно-сосудистой системе, относятся некоторые соединения хрома, растворимые соли барии и калия, ртутьорганические соединения (этилмеркурфос-фат, этилмеркурхлорид), ряд соединений кобальта, кадмия, сурьмы, ванадия, мышьяка, пестициды (рогор. ро-дан, фосфамид. хлорофос, изофос-3 и др.). Прямой орган-но-ткаиевый тропизм вредных химических веществ к сердечно-сосудистой системе схематично представлен на рис. 2.
1Н
Рис. 2. Схема прямого органно-тканевого тропизма химических вредностей к сердечно-сосудистой системе и ее регуляциям.
/ — повреждения центральных отделов регуляций: 2 — поврежденные ткани сердца н питающий их поврежденный сосуд. Верхняя стрелка — зфферентация от поврежденного сосуда нижняя — от поврежденных тканей: 3 — поврежденные кровеносные сосуды и афферентация со стороны их рецепторов.
Межсистемный (функциональный, регуляторный) тропизм химических вредностей будет рассмотрен нами в аспекте меняющихся в жизнедеятельности организма биологических соотношений частного с целостным. Известно, что все наши органы и ткани по-разному «привязаны» к структурно-функциональной целостности организма. Об этом наиболее убедительно свидетельствует различие многозвеньевых контактов всех органов и тканей с организмом в целом, которые осуществляются через его нервную и сосудистую системы. В данном отношении существенны различия в интенсивности кровоснабжения разных органов и тканей и их иннервации. Многозвеньевые контакты органов и тканей (через многообразие нервных импульсов, гормонов, ферментов и активных метаболитов) обусловливают в целостном организме далеко не равный набор реализуемых регуляторных связей (регуляторных отношений). Иначе говоря, по возможным диапазонам своей физиологической «стыковки» с целостной жизнедеятельностью организма все органы и ткани нетождественны, поэтому физиологическая «прочность» их функциональных привязок к системным регуляциям неодинакова: для каждого органа и каждой ткани она не является стабильной и взаимозависимой. Вместе с тем именно физиологическая «прочность» этих функциональных привязок во многом определяет осуществляемую регуляциями целостного организма неравную устойчивость всех органов и тканей к причинному фактору любой соматической патологии, исключая генетическую, которая всегда и только исходя из частного и независимо от межсистемных регуляций проявляется повреждением того или иного органа или ткани либо целой системы организма.
Учитывая это, с целью теоретического анализа межсистемного тропизма вредных химических веществ, все частные регуляторные связи в жизнедеятельности целостного организма (функциональные привязки, реализуемые нервными импульсами, медиаторами, ферментными системами, гормонами, многочисленными активными метаболитами) с тем или иным органом или тканью можно обозначить условной цифрой и результаты допускаемой условности проиллюстрировать в таблице. В графе «Норма» приведены цифры, которые не являются какими-либо реальными величинами, а лишь условно отражают возможную долю участия указанных анатомо-физиологиче-ских систем и отдельных органов и тканей в регуляциях, определяющих целостную жизнедеятельность организма в состоянии его полного здоровья. Суть предлагаемого теоретического анализа межсистемного (функционального, регуляторного) тропизма не претерпела бы принципиальных изменений, даже если бы в этой таблице все цифры были по своим величинам другими н их местоположение по вертикали оказалось иным. Все цифры в графе «Норма» взяты только для более прямого и количественного анализа межсистемного тропизма.
Итак, какие бы в таблице ни были условные цифры, их можно патогенетически анализировать, уводя от «нормы» изменением исходных величин, и при этом учитывать универсальный принцип организации любых биологических регуляций, который А. Сеит-Дьердьи [17] описал «уравнением биологии» 1 + 1>2 (в норме биологическая сумма регулируемых процессов всегда больше их арифметической суммы).
В таблице следует выделить главное: биологические суммы регуляторных активностей всех межтканевых, межорганных и межсистемных связей в нормальных условиях жизнедеятельности целостного организма всегда больше (биологическая сумма более 197) простой арифметической суммы частных регуляторных активностей, которые отдельно представлены от каждого органа и его ткани (арифметическая сумма равна 197).
Иные отношения имеются при патологии, в том числе при воздействии на организм вредных химических веществ. В этих условиях биологическая сумма, выраженная системными и межсистемными регуляциями целостного организма, в своей реальной активности всегда, наоборот, меньше (биологические суммы менее 179 и 161) простой арифметической суммы тех частных регуляторных актив-
Почки
Другие органы и ткани
Условные цифровые обозначения частных регуляторных активностей я их организаций в системные регуляции
При воздействия вредных
химических веществ
Системы.
органы н ткани Норма вариант интенсивности
вредностей
первый второй
Нервная систе-
ма 100 —2* 98 —4* 96
Эндокринная
система 30 —2 28 —4 26
Печень 15 —2 13 —4 ч
Сердце 10 —2 8 —4
Легкие 5 —2 3 —4 1
Почки 9 —2 7 —4 5
Скелетная мус-
кулатура 12 —2 10 -4 8
Жировая ткань 6 —2 4 -4 2
Остальные орга-
ны и ткани 10 —2 8 —4 6
Арифметическая
сумма част-
ных регуля-
торных актив-
ностей (функ-
циональных
привязок
всех органов
и тканей) 197 179 161
Биологическая
сумма част-
ных регуля-
торных ак-
тивностей, ор-
ганизованных
в системнее
регуляции >197 <179 <161
«Уравнение 1+К2
биологии» 1+1>2 1+К2
л (1+1) л=250 (1+1) л= 124 (1 + 1) л=87
Примечание. Звездочка — межсистемный (функциональный, регуляторный) тропизм взаимосвязан с органно-тканевым. Поэтому для менее усложненного анализа межсистемного тропизма к каждому органу, ткани и системе организма «уравняли» значение оргянно-тканевого тропизма. Это отражено по вертикали одной и той же «потерей» при воздействии химических вредностей частных регуляторных активностей всех органов, тканей и систем организма; п — иллюстрация организации конкретной биологической суммы.
ностей, которые в условиях патологии остались в органах и тканях неповрежденными (арифметические суммы 179 и 161). В этом уменьшении биологической суммы, создаваемой из частных регуляторных активностей, заключена, по нашему мнению, принципиальная особенность системных нарушений регуляций при любой патологии. В «урав-
нснип биологии» А. Сент-Дьердьи это равнозначно тсмй> что 1 + 1 <2.
В патологических констелляциях регуляций целостного организма некоторые органы и ткани иногда могут оказаться как бы в парадоксальном отношении к возможности развития патологии. Как видно из таблицы, при втором варианте воздействия вредностей сердце, как и другие органы и ткани, утратило 4 условные единицы своих частных регуляторных активностей, а не 2, как при первом варианте. Однако может оказаться, что в условиях именно второго варианта воздействия вредностей сердце менее подвержено патологии. Это может быть объяснено тем. что при втором варианте воздействия вредностей (6) сердце во всех своих взаимосвязях с организмом (с другими измененными условными цифрами по вертикали) может находиться в "более благоприятных условиях функциональной активности, чем при первом варианте воздействия вредностей (8).
Учитывая адаптационные и компенсаторные механизмы. принципиально важным можно считать то, что при первом н втором варианте воздействия вредностей приведенные в таблице заниженные по сравнению с «нормой» арифметические суммы частных регуляторных активностей (т. е. неповрежденных функциональных привязок органов и тканей к целостной жизнедеятельности организма) сами по себе еще не свидетельствуют о наличии патологии, и только поставленный перед ними в данном случае «биологический» знак < (меньше) указывает на ее развитие. В частности, при первом варианте воздействнг вредностей перед правильно подсчитанной суммой цифр 179 этот знак биологически допускает в жизнедеятельности целостного организма любые варианты уменьшения регуляторной значимости данной условной суммарной цифры, например до 124, а при втором варианте воздействия вредностей суммарная цифра 161 из-за биологического значения такого же знака может уменьшиться до 87.
Таким образом, при первом варианте интенсивности воздействия вредных химических веществ арифметическая сумма функциональных привязок отдельных органов и тканей (179) функционирует в целостной жизнедеятельности организма биологической суммой регуляций, которая не включает всех этих частных функциональных привязок, в связи с чем обозначена условно как 124, поскольку при этом (1+1) п действительно может равняться указанной условной величине, а при втором варианте аналогичная сумма 161 — величине 87. При первом варианте интенсивности воздействия на организм вредных химических веществ указанное нарушение и перестройка в организации системных регуляций могут вызвать функциональное доминирование патологии именно сердца, а при более интенсивном воздействии химических вредностей, в том числе и на сердце (см. таблицу, второй вариант интенсивности). уже другое нарушение и другая перестройка этих регуляций могут обусловить функциональное доминирование патологии какого-нибудь другого органа или другой системы организма. Вот почему при анализе функциона.и-А ных расстройств сердечно-сосудистой системы приведенные в отношении сердца условные цифры 8 и 6 (см. таблицу) отражают патогенетическую значимость не только своими абсолютными величинами и не только их различиями с «нормой», а и межсистемными отношениями в целостной жизнедеятельности организма.
Таким образом, анализ межсистемного тропизма вредных химических веществ отражает положение, согласно которому в организации целостной жизнедеятельности организма отнять от его частей даже поровну — не значит нарушить их одинаково. В функциональном отношении межсистемный тропизм дифференцирует, какая ткань, орган или система оказывается в конкретных условиях воздействия вредного химического вещества более нарушенной, чем другие, в результате перестройки их взаимосвязей в целостной жизнедеятельности организма. При этом органно-тканевый тропизм еще более увеличивает патогенетическую весомость межсистемного. Сердечно-сосудистая система в отличие от всех других систем, органов и тканей организма вследствие опосредованного или
Ф прямого тропизма оказывается причастной к развитию в организме по сути любой патологии экзогенного химического генеза.
Анализ органно-тканевого и мсжсистемного доминирования локализации патологии может относиться не только к изучению патогенеза повреждающего действия вредных химических факторов окружающей и производственной среды, но и к разработке вопросов общей патологии, токсикологии и гигиены. Это может иметь существенное значение для уяснения и оценки в условиях патологии сложных соотношений структурных повреждений организма и его функциональных нарушений. Именно этим во многом объясним тот факт [15]. что при развитии различных форм патологии структурные повреждения организма нередко выявляются раньше его функциональных нарушений и в период выздоровления обнаруживаются более длительное время. Межсистемным тропизмом объяснимо и то, что иногда функциональные нарушения в организме могут доминировать со стороны тех органов и систем, структура которых менее повреждена, чем других.
Литература
1. Абрамова Ж. И. — В кн.: Вопросы гигиенического нормирования при изучении отдаленных последствий воздействия промышленных веществ. М., 1972, с. 167 — 175.
^2. Алексеева И. II. Противопеченочные антитела и функ-ции печени. Киев, 1980.
3. Лтабаев III. Т., Бойко И. Б., Ильина В. А. — Гиг. и сан., 1978, № 8. с. 7 — 10.
4. Беэуглый В. П., Каскевич Л. М., Бусленко Л. И. — В кн.: Гигиена применения, токсикология пестицидов и клиника отравлений. Киев, 1970, вып. 8, с. 424 — 429.
5. Виевский Н. А., Маковская С. И. — В кн.: Морфология, Киев, 1975, с. 19—22.
6. Горская Н. 3. — В кн.: Гигиена применения, токсикология пестицидов и клиника отравлений. Киев, вып. 8. 1970, с. 310—314.
7. Грин Д., Гольдбергер Р. Молекулярные аспекты жизни. М., 1968.
8. Ермачснко А. Б. — В кн.: Украинская респ. конф. молодых ученых-медиков. 4-я. Тезисы докладов. Киев, 1983, с. 173—174.
9. Кончаловская Н. М., Гуськова Л. К. — В кн.: Сердечно-сосудистая система при действии профессиональных факторов. М., 1976, с. 5—45.
10. Лазарев Н. В. — Гиг. труда, 1957. № 6, с. 23—27.
11. Манждавидзе Р. П.. Лабадэе II. Ф., Хавтаси А. А. — В кн.: Проблемы гигиены и токсикологии пестицидов. Киев, 1981, ч. 2. с. 216—217.
12. Методы определения токсичности и опасности химических веществ/Под ред. И. В. Саноцкого. М., 1970.
13. Монаенкова А. М. — Гиг. труда, 1975, № 6, с. 11 —15.
14. Саноцкий И. В., Фоменко В. //. Отдаленные последствия влияния химических соединений на организм. М.. 1979.
15. Саркисов Д. С. — Сов. мед.. 1982, № 4, с. 58—62.
16. Сгибнева Л. П. — В кн.: Актуальные вопросы промышленной токсикологии. Л., 1970, с. 186—201.
17. Сент-Дьердьи А. Биоэлектроника. М., 1971.
18. Трахтенберг И. М. — В кн.: Токсикология. М., 1978, т. 10, с. 51—77.
19. Чекунова М. П. — В кн.: Современные проблемы гигиены труда и профессиональной патологии. М., 1974, с. 78—82.
20. Черниговский В. Н. Интероцепторы. М., 1960.
Поступила 17.09.84
УДК 013.632:547.568.11-07
Г. И. Румянцев, С. М. Новиков, Е. Е. Козеева, Т. Н. Фурсова, Т. А. Кочеткова, Е. П. Зайцева
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ БЕНЗИЛОВОГО СПИРТА
1 ММИ им. И. М. Сеченова; Московский НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
Бензиловый спирт (СвН8СН2ОН) используется в ряде отраслей промышленности в качестве растворителя органических веществ, лаков и красителей, а также в производстве парфюмерных изделий. Данное соединение представляет собой бесцветную жидкость, обладающую слабым приятным запахом. Молекулярная масса 108.13, ^температура кипения 205,8 °С, температура плавлении ^15,3 "С, плотность 1,0458 г/см3. Бензиловый спирт растворим в воде (40 г/л) и органических растворителях, коэффициент распределения октанол/вода 12,6. Давление паров при 20°С составляет 0,095 мм рт. ст., а расчетная максимально достижимая концентрация —0,55 мг/л.
В связи с недостаточной изученностью биологического действия бензилового спирта [5] перед нами была поставлена задача исследовать его токсические свойства в острых, подострых и хроническом опытах. Как показали результаты исследований, по величине среднесмертельных доз при пероральном введении бензиловый спирт относится к умеренно токсичным веществам, причем видовые и половые различия чувствительности к данному соединению не выражены (табл. 1). Клинически картина отравления у животных характеризуется симптомами поражения нервной системы, среднеэффективное время гибели для крыс 1,33 сут, для мышей 2,25 сут. Раздражающее действие бензилового спирта при нанесении его на кожу свинок выражено слабо. В то же время у кроликов при внесении вещества в конъюнктивальный мешок глаза
развиваются сильный отек и гиперемия. Сенсибилизирующего действия бензиловый спирт не оказывает. В связи с низкой летучестью бензилового спирта смертельные
Таблица 1 Показатели токсикометрии бензилового спирта
Вид животных Установленная
Показатель величина
LD&o> мг/кг Мыши 1360
Крысы-самцы 2000
Крысы-самки 1660
Морские свин- 2500
ки
Кролики 2200
Limac. р. о. мг/кг Limac. ini„ мг/м3 Крысы 100
» 46
Limac. cut, мг/кг » 200
ЕТМ, мин » 90
J cum э 2,3
Порог хронического дей- 18
ствия, мг/м3 »
Подпороговая концент- »
рация, мг/м3 > 6
