CC BY
9
УДК 613.646;в12.501].07:610.127-003.022.1-008.64
М. А. Верхотин, А. И. Баркалая
К ВОПРОСУ О ВЛИЯНИИ ПОВЫШЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА РАЗВИТИЕ ГИПОКСИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ В МИОКАРДЕ
Институт биофизики Минздрава СССР, Москва
Влияние повышенной температуры окружающей среды на организм человека в условиях производства постоянно находится в центре внимания специалистов. Для выяснения общих и частных реакций организма на действие теплового фактора большое значение приобретают новые методические подходы. С развитием биохимии при изучении влияния на человека высоких температур стало возможным распознавать глубокие, подчас скрытые процессы. Одна из таких возможностей связана с открытием в последние десятилетия изофер-ментов, в том числе нзоферментов лактатдегидро-геназы — ЛДГ (Дж. Уилкинсон; В.И.Яковлева; Р. С. Стойка и С. И. Кусень). Практическая важность открытия в том, что отдельные субъединицы нзоферментов ЛДГ обладают строгой органоспе-цифичностью. Так, Н-субъединицы нзоферментов ЛДГ специфичны для миокарда, М-субъедини-цы — для скелетных мышц. Повышение активности тех или иных субъединиц нзоферментов ЛДГ использовано в клинике для диагностики патологических процессов, сопровождающихся гипоксией. В частности, повышение активности Н-субъеди-ниц (Ац) нзоферментов ЛДГ легло в основу биохимической диагностикики инфаркта миокарда и прогнозирования его течения (Л. К. Конюхова и В. Н. Малахов). Заимствуя этот тест для наших исследований, мы предполагали, что тепловой фактор в состоянии вызвать в организме гипоксию, которая в первую очередь может быть в наиболее чувствительном к ней миокарде. Вместе с тем по аналогии с классическими представлениями о появлении кислородной «задолжности» в мышцах при чрезмерном физическом напряжении, мы считали вероятным возникновение гипоксии в скелетной мускулатуре при работе средней тяжести в условиях повышенной температуры. Поэтому в настоящей работе наряду с А„ исследована активность М-субъединиц (А„) нзоферментов ЛДГ.
Определение суммарной активности (А) нзоферментов ЛДГ, А„ и Ам проводили в сыворотке крови кинетическим методом, в основе которого лежат различия в скорости реакций восстановления пирувата и а-кетобутирата в присутствии НАДН под влиянием нзоферментов ЛДГ. Скорость реакций фиксировали на спектофотометре 5Р-1800 «игпсат» (Англия). Изменение активности нзоферментов выражали в процентах от исходного уровня, а если оно превышало 10 %, то считалось значимым. В климатической камере проведены 32 эксперимента с участием испытателей-добровольцев. В I серии испытатели находились в
хлопчатобумажной одежде в относительном покое 2 и 3 ч при температуре камеры (Т„) 42 °С, 2 и 5 сут — при 32 °С. Во II серии спустя 2 и 5 сут после пребывания в покое при Тк 32 °С одни испытатели выполняли работу средней тяжести в течение 40 мин при 42 °С, а другие без предварительного воздействия тепла выполняли 2 и 3 цикла (30 мин работа, 15 мин отдых) работы средней тяжести также при 42 °С (относительная влажность 40%). Эксперименты III серии проводили при Тк 30—100 °С. Начиная с 50 °С обследуемые использовали систему искусственного жидкостного охлаждения с разной эффективностью тепло-съема. При Т„ 70 °С и выше воздух для дыхания подавался через шланг из-за пределов камеры. Относительная влажность в камере была 75%. В данных экспериментах от 20 до 80 мин выполнялась работа средней тяжести.
Состояние организма оценивали по принятым физиологическим параметрам. Исследовали изо-ферментный спектр ЛДГ. Полученные данные анализировали в сопоставлении с Тк, продолжительностью пребывания в камере и работы, а также с ректальной температурой (TR). Результаты исследования из-за разнохарактерности условий экс* периментов статистической обработке не подвергались и представлены в таблицах в развернутом виде по сериям.
В I серии экспериментов (табл. 1) после 2-су-точного пребывания в покое при 32 °С Ап воз-
Таблица 1
Изменение активности нзоферментов ЛДГ в сыворотке крови человека в различные сроки пребывания при повышенной температуре
<ч Активность послс
н X Условия экспсрн- Исходна» актив- эксперимента. %
4» Я ыспта ность мкмоль/мнн от исходиоП
Ck а1 С о и л S л о
* О) в х ь А лм Ан . А Ам Ан
* X н 3S к ь
1 37,2 353 122 231 116 102 124
2 2 сут 37,8 300 103 197 122 112 127
3 32 37.7 294 98 196 116 104 123
4 37,1 353 122 231 104 103 105
5 5 сут 37,2 300 103 197 110 108 112
6 37,3 294 98 196 117 107 122
7 37,4 314 110 204 108 99 113
8 2 ч 37,3 297 98 199 119 107 124
9 42 37,5 314 110 204 114 107 118
10 3 ч 37,4 297 98 199 117 103 123
Таблица 2 рованное в этих экспериментах повышение А„
Изменение активности изоферментов ЛДГ в сыворотке крови человека при выполнении работы средней тяжести в условиях повышенной температуры
со н К Исходная Активность
£ Условия эксперимента активность. после экспери-
я я мкмоль/мин мента, % от
А о исходного
о W <п °С характер работы TR. "С А А„ Ан А Ам Ан
1 2 цикла 37,7 314 110 204 114 III 115
2 по 30 мин 37,8 297 98 199 123 113 128
3 42 3 цикла 38,1 314 110 204 124 115 128
4 по 30 мин 38,2 297 98 199 122 ПО 128
5 1 цикл 40 мин 38,6 302 121 181 115 119 127
6 после 2 сут 38,1 299 100 199 118 115 120
покоя При
32 °С
7 1 цикл 40 мин 38,3 302 121 181 118 112 136
8 после 5 сут 38,1 299 100 199 109 108 109
покоя при
32 °С
9 1 цикл 30 мин 38,5 353 122 231 122 126 120
10 и СИЗ орга- 37,6 300 103 197 134 129 143
11 42 нов дыхания 37,4 314 110 204 131 121 136
12 после 5 сут 37,8 294 98 196 130 129 132
покоя при
32 "С
росла на 23—27%, Ам повысилась незначительно (на 12%) только в 1 случае. Через 5 сут повышение А„ было менее выраженным (12 и 22%), а Ам практически не увеличивалась. Через 2 и 3 ч после пребывания обследуемых при Тк 42 °С повышение А„ было примерно одинаковым (13 и 24, 18 и 23%), а роста Ам не наблюдалось. Зафикси-
Таблица 3
Изменение активности изоферментов ЛДГ в сыворотке крови человека при воздействии на организм различных тепловых и физических нагрузок
Исходная актив- Активность после
условия эксперимента ность, мкмоль/мнн эксперимента, %
я н от исходной
S V я в о. я V <8 СО
с и а <р i с» г ч Я а. = s 3* и а А Аы Аи А лм Ан
'Л я н с « S5 и -о. 3 « Н К н
1 30 0 80 37,7 281 92 189 123 135 117
2 30 0 80 37,9 317 104 213 127 133 124
3 50 240 80 37,5 313 100 213 124 116 128
4 60 330 80 37,9 267 75 192 122 95 132
5 60 360 80 37,5 310 84 226 127 89 141
6 80 500 80 37,5 307 75 232 121 91 131
7 90 660 80 38,0 317 99 218 139 116 149
8 90 500 80 37,2 314 108 206 135 93 157
9 70 200 60 38,1 318 110 208 1J7 103 124
10 70 200 30 37,4 312 99 213 113 121 110
11 70 200 40 38,0 314 110 204 121 114 125
12 100 200 20 38,0 329 108 221 127 152 116
13 100 200 25 37,0 312 97 215 118 130 112
14 100 200 20 37,4 329 108 221 126 140 116
может свидетельствовать о том, что тепловое воздействие на организм без физических нагрузок вызывает в миокарде развитие кислородной недостаточности. Несколько менее выраженное повышение А„ через 5 сут, чем через 2 сут (Тк 32 °С), возможно, отражает становление адаптации организма и, в частности миокарда к повышенной температуре. Отсутствие значимого повышения Ам подчеркивает, что при относительном покое организма термогенный стресс не вызывает гипоксии в мышцах. При выполнении физической работы в условиях тех же Тк в экспериментах II серии (табл. 2) зарегистрировано повышение Ам. Особенно она возрастала у испытателей, пользовавшихся во время работы средствами индивидуальной защиты (СИЗ) органов дыхания фильтрующего типа. Что касается А„, то сочетание тепловой нагрузки с физической способствовало увеличению А„ больше, чем одна тепловая нагрузка (Тк 42 °С). Самая высокая А„ отмечена при выполнении работы в СИЗ органов дыхания (Тк 42 °С). Эксперименты III серии условно разделены на 2 группы (табл. 3): в 1-ю группу включены первые 8 экспериментов с различной Тк и разным теплосъемом, во 2-ю — следующие 6 экспериментов с различной Т„, но одинаковым теплосъемом. Результаты первых 8 экспериментов представляют интерес, поскольку стандартная работа средней тяжести (2 цикла по 40 мин) при Тк 30 С без теплосъема повышала Ам более чем на 30%, тогда как система теплосъема предотвращала ее увеличение при выполнении той же работы в условиях более высоких Тк. Примерно сходная картина наблюдалась в экспериментах 2-й группы: при одном и том же тепло-съеме Ам при Тв 100 °С оказалась выше, чем при 70 °С.
Изменение активности М-субъединиц изоферментов ЛДГ, специфичных для мышц, при выполнении физической работы в условиях повышенных температур среды, вероятно, может служить ориентиром для оценки эффективности теплосъема. Некоторое снижение или стабилизация Ам при эффективном теплосъеме, по нашему мнению, означает нормализацию функционального взаимоотношения между гликолизом и аэробным фосфо-рилированием и информирует об отсутствии риска накопления в работающих мышцах лактата и развития гипоксии. Другая ситуация наблюдалась в миокарде, где независимо от эффективности теплосъема во всех случаях (см. табл. 3) была повышена А„. Даже кратковременная (20— 30 мин) работа приводила к увеличению А„. По мере увеличения длительности работы (40—60 мин) А„ продолжала повышаться. В 1-й группе экспериментов этой серии Ан возрастала на 17—57% при различных Тк и теплосъеме, но при одних и тех же длительности и тяжести работы. Скорее всего на степень повышения А„ в этих случаях, помимо непосредственного теплового эффекта и физической нагрузки, влияли другие факторы, тре-
бующие в дальнейшем дополнительного уточнения. Остается неясным, как, например, при Т„ 30 °С без системы охлаждения (Т„ 37,7 °С) Ан составляла всего 117%, а при Тк 90 °С с эффективным теплосъемом (Тя 37,2 °С) возрастала до 157%. Тем не менее важен факт, что воздействие повышенных температур на организм в покое и при физических нагрузках ведет к повышению активности Н-субъединиц нзоферментов ЛДГ, которое указывает на определенное кислородное голодание миокарда. В связи с этим не без оснований встает вопрос о необходимости выяснения показаний к применению антигипоксантов в условиях влияния на организм повышенных температур даже при использовании костюмов с системой искусственного охлаждения.
Таким образом, изучение нзоферментов ЛДГ позволило расширить наши представления о влиянии теплового фактора на организм и наметить
перспективу для использования данного биохимического теста в практических целях при работе в условиях повышенных температур.
Литература. Конюхов J]. К., Малахов В. Н. —
Вопр. мед. химии, 1979, № 3, с. 245—250. Стойка Р. С., Кусень С. И. — Успехи совр. биол., 1981,
т. 9, № 2, с. 178—193. Яковлева В. И. — Успехи биол. химии, 1968, т. 9, с. 50—70. Уилкинсон Дж. Изоферменты. М., 1968.
Поступила 28.01.83
Summary. The effect of elevated temperature on the blood lactatedehydrogenase (LDH) enzymic activity was studied. The heat factor in a state of relative rest was shown to induce increased activity of LDH isoenzymes characteristic of the myocardium. Heat associated with physical exercise causes increased activity of LDH isoenzymes characteristic of the skeletal muscles. It has been suggested that enhanced LDH isoenzymic activity in the given conditions is indicative of hypoxia in the myocardium and in the skeletal muscles.
УДК 613.5:1644.62 + 697.41:614.73
В. А. Еремин, А. И. Марей, Н. И. Нечипоренко, А. П. Рассказов, Н. П. Саяпин, Г. Е. Солдатов, А. С. Щербинин
РАДИАЦИОННО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СИСТЕМЫ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ПОС. БИЛИБИНО ОТ БИЛИБИНСКОЙ АТОМНОЙ ТЕПЛОЭЛЕКТРОЦЕНТРАЛИ
Институт биофизики Минздрава СССР, Москва; Районная санэпидстанция Билибино;
Билибннская АТЭЦ
В «Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981 —1985 годы и на период до 1990 года» важное значение отводится использованию атомной энергии для целей централизованного теплоснабжения городов и промышленных предприятий. В настоящее время начато строительство Воронежской и Горьковской атомных станций теплоснабжения (ACT), Одесской атомной теплоэлектроцентрали (АТЭЦ), планируются ACT в ряде крупных городов страны. Перспективы применения атомных источников теплоснабжения открывают реальную возможность сокращения использования органического топлива и позволяют решать проблему предотвращения загрязнения окружающей среды. Техническая возможность создания радиационно безопасных и надежных систем атомного теплоснабжения подтверждается опытом эксплуатации действующих отечественных АЭС.
Централизованное теплоснабжение от атомных источников тепла неразрывно связано с развитием отечественной атомной энергетики. Впервые в нашей стране тепло АЭС использовано для целей теплоснабжения на Белоярской АЭС и Билибин-ской АТЭЦ. Для целей отопления и горячего водоснабжения атомное тепло применяется в жилых поселках Курской и Чернобыльской АЭС.
Передача тепла от атомного реактора в систему теплоснабжения на действующих и проектируемых системах осуществляется по трехконтурной схеме через промежуточный контур. Радиационная безопасность системы обеспечивается путем поддержания в тепловой схеме неизменного соотношения давления в греющих средах и герметичности теплообменного оборудования. Промежуточный контур выполняет при этом одну из основных функций барьера по предотвращению поступления радионуклидов в систему теплоснабжения.
В этом плане научное и практическое значение представляют гигиеническое изучение и обобщение опыта эксплуатации различных систем теплоснабжения от атомных источников тепла. Такие исследования были проведены в пос. Билибино. Билибинская АТЭЦ (БнАТЭЦ) — первая атомная станция, работающая в районе вечной мерзлоты. Она обеспечивает снабжение электроэнергией Чуан-Билибинский горнопромышленный район Магаданской области, а также электроэнергией и теплом предприятия и жилые дома пос. Билибино. Освоение надежного и мощного по масштабам Чукотки атомного энергоисточника позволяет сэкономить сотни тысяч тонн органического топлива и избежать привлечение большого коли-дества транспортных средств, необходимых для его доставки.
