CC BY
7
УДК 615.712.1-099-092 : 6I2.0IS.42
НАРУШЕНИЕ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА ПРИ ИНТОКСИКАЦИИ
ОКИСЬЮ УГЛЕРОДА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ
Доц. И. И. Даценко
ф
Кафедра общей гигиены и кафедра биохимии Львовского медицинского института
Биологическое действие окиси углерода (СО) выходит за пределы гипоксемии, обусловленной блокированием гемоглобина этим веществом. Связь газа с ферментами и другими соединениями, в состав которых входят тяжелые металлы, способность его влиять на ферментативные и некоторые процессы брожения (Warburg) свидетельствуют о том, что в орбиту действия СО включаются самые разнообразные, не изученные еще процессы в клетках, ведущие, особенно в условиях хронических интоксикаций, к нарушению обменных процессов в организме.
Особого внимания заслуживает углеводный обмен. Сложный процесс окисления глюкозы имеет ряд промежуточных этапов, связанных с переносом фосфатных групп. Доказана также способность СО соединяться с железом цитохромов, в частности с цитохромоксидазой (Warburg). Кроме того, нельзя не учитывать, что углеводы являются источником энергии для наиболее чувствительной по отношению к СО центральной нервной системы. В связи с этим можно предположить взаимозависимость между функциональным состоянием головного мозга в условиях оксиуглеродной интоксикации и содержанием сахара в крови.
Исследовательские работы, посвященные углеводному обмену в области оксиуглеродных интоксикаций, немногочисленны и относятся преимущественно к острым отравлениям (С. В. Аничков; Moeschlin и Wildermuth; Vyskocil). Все это и побудило нас заняться изучением углеводного обмена в условиях хронической оксиуглеродной интоксикации. Опыты поставлены на морских свинках и кроликах, которых подвергали хронической затравке при различных концентрациях СО.
Проведено 3 серии опытов. В I серии использовали 24 морских свинки; половину из них подвергали ежедневному 5-часовому воздействию СО в концентрации 0,012—0,018 мг/л на протяжении 6 месяцев, а половина служила контролем. Затем подопытных животных выводили из сферы действия СО, и они отдыхали для последующего выявления восстановительной способности организма. У животных ежемесячно натощак определяли количество сахара в крови по методу Хагедорна— Иенсена, а затем для проверки усвояемости углеводов применяли «метод нагрузок» глюкозой, адреналином и инсулином (в каждой группе по 4 подопытных и 4 контрольных морских свинки).
Во II серии опытов использовано 16 морских свинок; половину из них подвергали ежедневному 5-часовому воздействию СО в концентрации 0,2—0,25 мг/л на протяжении 1 месяца, а половина служила контролем. Углеводный обмен у этих животных определяли после периода затравки.
В III серии опытов использовали кроликов, причем 3 из них подвергали ежедневной 5-часовой затравке СО в концентрации 0,06—0,08 мг/л на протяжении 2 месяцев, а 3 служили контролем. Углеводный обмен изучали у них после окончания затравки.
Нагрузку производили из расчета 1,7 г глюкозы, 1,5 ед. инсулина, 0,37 мл (1 : 1000) адреналина на 1 кг веса животного. Питание морских свинок и кроликов в ходе исследований было обычным.
Предварительные опыты при воздействии СО в токсических концентрациях (0,2—0,25 мг/л), когда количество карбоксигемоглобина в
крови морских свинок достигало в основном 20—30%, проведены« с целью получения более выраженных результатов. Анализ этих данных показывает, что изучаемая концентрация СО действительно обусловливала значительный подъем гликемических кривых в условиях нагрузки глюкозой и после введения адреналина; действие инсулина оказалось меньшим. Содержание сахара в крови подопытных морских свинок при нагрузке глюкозой повышалось со 114—116 до 181—222 мг%. при введении адреналина — со 114—131 до 254—270 мг%; содержание сахара при введении инсулина понижалось со 115—117 до 56—72 мг%. Эти сдвиги оказались более значительными, чем в контрольной группе, где отмечено повышение уровня сахара в крови морских свинок при нагрузке глюкозой со 115—120 до 138—167 мг% и при введении адреналина со 115—116 до 165—174 мг%9 а также понижение содержания сахара при введении инсулина со 117—120 до 63—81 мг%.
Сходные изменения наблюдались у подопытных и контрольных кроликов. Особенно показательными были гликемические кривые при нагрузке адреналином. Так, у подопытного кролика № 2 количество сахара в крови на 2-м часу после нагрузки достигло 408 мг%у на 3-м— 411 мг% (при исходном уровне 107 мг%) и после 4 часов еще не возвратилось к норме. У контрольных кроликов введение адреналина вызывало максимальный подъем уровня сахара в крови (до 285—295 мг%). Действие инсулина было более выражено у контрольных кроликов: содержание сахара в крови со 102—107 мг% у них снижалось до 40—58 жг%; в то же время у подопытных кроликов оно. достигало 75—80 мг% при среднем исходном уровне 109 мг%. Характер кривых отличался только в отдельных случаях замедленным возвратом к исходному уровню.
Эти предварительные результаты сходны с данными Petry и других авторов, изучавших углеводный обмен при остром отравлении СО и обнаруживших гипергликемию.
Однако нас больше интересовал вопрос о влиянии низких концентраций СО при длительной затравке животных, поскольку результаты таких исследований могли бы послужить критерием для установления пороговых концентраций СО в воздухе.
Проследив в динамике характер гликемических кривых, можно было отметить, что наиболее четкая разница между группами подопытных и контрольных животных обнаруживалась в конце 1-го месяца затравки. Типичными для этого периода интоксикации являются кривые нарушения углеводного обмена подопытных морских свинок № 1, 7 и 6 (рис. 1). Кривые контрольных данных построены на основе средних величин всех исследований.
Как и в предыдущих опытах, наибольший подъем гликемических кривых отмечался при нагрузке глюкозой и после введения адреналина. Максимальное количество сахара в крови морских свинок при нагрузке глюкозой достигало у подопытных животных после 1-го месяца интоксикации 172—214 мг% (исходный уровень 128—133 лсг%), после введения адреналина—181—221 мг% (исходный уровень 124—147 мг%)\ после введения инсулина минимальное содержание сахара в крови колебалось в пределах 65—110 мг% (исходный уровень 112—132 мг%). У контрольных животных нагрузка глюкозой обусловила подъем уровня сахара в крови до 158—177 мг% (исходный уровень 106—124 мг%), а введение адреналина — до 118—169 мг% (исходный уровень 107—119 мг%), введение инсулина уменьшило содержание сахара в. крови до 70—83 мг% (исходный уровень 106—138 мг%).
Уровень сахара у подопытных и контрольных животных возвращался к исходному в основном через 2—3 часа. У подопытной морской свинки № 9 обнаружена двугорбая кривая; второй подъем этого показателя наблюдался на 120-й минуте после введения адреналина.
В последующие месяцы затравки содержание сахара изменялось, появлялись низкие уровни его у подопытных животных, а также извращенные кривые, иногда с торпидным характером выравнивания содержания сахара до исходного уровня. При нагрузке глюкозой на протяжении 3—5-го месяца затравки преобладала гипогликемия у подопытных морских свинок, а затем на протяжении 6—7-го месяца существенной разницы между подопытными и контрольными животными обнаружить не удалось. В последующие месяцы затравки (за исключением 5-го) после введения адреналина у подопытных животных также отмечалась гипогликемия. Действие инсулина на протяжении 2—3-го месяца затравки было более выражено в контрольной гр>ппе, а при последующей затравке существенной разницы между обеими группами животных обнаружить не удалось. Характерные кривые после 6-месячной затравки представлены на рис. 2.
В восстановительном периоде разница между морскими контрольными оставалась только в группе животных, получавших в качестве нагрузки глюкозу.
Нами были определены коэффициенты: гипергликемический Бодуэна (отношение наибольшего повышения сахара крови к исходной величине) и пост- или гипо-гликемический (отношение содержания сахара к исходному уровню через 2 часа после нагрузки). Полученный цифровой материал был подвергнут статистической обработке. Определялась достоверность различий между подопытными и контрольными животными. Оказалось, что гипергликемический коэффициент у подопытных животных при нагрузке глюкозой был равен 1,5±0,03, а у контрольных — соответственно 1,6±0,02; при нагрузке адреналином у подопытных морских свинок—i,b±U,Ub, а у контрольных—1,6±0,03; при нагрузке инсулином у подопытных и контрольных животных — 0,6±0,03. Гипогликемический коэффициент при нагрузке глюкозой был равен у подопытных животных 1,1 ±0,02 (контроль 1,1 ±0,03); при нагрузке адреналином у подопытных морских свинок он составил 1,3±0,08 (контроль 1,4±0,04) и при нагрузке инсулином 0,7±0,04 (контроль 0,8±0,03). Статистически достоверной оказалась разница величин гипергликемических коэффициентов при нагрузке глюкозой и гипо-гликемических при нагрузке инсулином.
Если учесть, что при концентрациях СО, равных 0,012—0,018 мг/л, не удалось обнаружить в крови карбоксигемоглобина, то вряд ли можно объяснить полученные нами результаты как следствие гипоксе- • мии. Этот вывод согласуется с опытами Мешлина и Вильдермута, которые создавали гипоксемию, разбавляя кислород большим количест-
750 780 210
Рис. 1. Гликемические кривые у морских свинок после 1-месячной затравки окисью углерода в концентрации 0,012—0,018 жг/л.
По оси ординат — содержание сахара в крови (в л«г%); по оси абсцисс — время наблюдения
(в мин.) после нагрузки. / — гликемическая кривая у подопытной свинки Ко 1 при нагрузке глюкозой; 2 — средняя гликемическая кривая у контрольных свинок при нагрузке глюкозой; 3 — гликемическая кривая у подопытной свинки № 7 при нагрузке адреналином. -/ — средняя гликемическая кривая у контрольных свинок при нагрузке адреналином; 5—гликемическая кривая у подопытной свинки № 6 при нагрузке инсулином; 6 — средняя гликемическая кривая у контрольных свинок при нагрузке инсулином. Стрелкой обозначен момент
нагрузки.
170 -
вом азота, и не обнаруживали сдвигов в углеводном обмене.
Скорее всего наблюдалось специфическое токсическое действие окиси углерода. При этом, очевидно, в первую очередь воздействию подвергались клетки нервной ткани, наиболее чувствительной к СО. Доказательством этого может служить обнаружение наряду с гипергликемией увеличенного количества сахара в спинномозговой жидкости. С. В. Аничков, описывая опыты с СО, проведенные в его лаборатории, заключает, что гипергликемию и другие сдвиги, обусловленные действием аноксических ядов, следует рассматривать как рефлексы с хи-миорецепторов, направленные на увеличение тканевых энергетических ресурсов. УуэкосП, обнаруживший при остром отравлении людей СО увеличение сахара у них в крови до 184 мг% и гликемические кривые с низким подъемом содержания сахара при нагрузке адреналином, считает, что эти сдвиги указывают на непосредственное 1до влияние СО на межуточный 180 мозг.
Не исключено, что сущность воздействия СО на центральную нервную систему сводится к соединению этого вещества с железом дыхательного фермента клеток. Кроме того, возможно, что СО влияет на систему железосодержащих цитохромов, непосредственно переводящих водород и кислород в ионное состояние, а это предшествует процессу образования воды на пути аэробного окисления глюкозы в организме.
Учитывая, что основные реакции углеводного обмена протекают в печени, нельзя упускать из виду возможности прямого действия СО на клетки этого органа. Нарушение функции печени подтверждают пробы с нагрузкой глюкозой, приводящие к более выраженному подъему уровня сахара у подопытных морских свинок. Это можно объяснить понижением способности
ткани печени и других органов ассимилировать углеводы, тем более что введение инсулина не улучшает регуляции углеводного обмена в условиях интоксикации: его действие менее активно в группе подопытных животных.
Трудно также объяснить продолжительную гипергликемию исключительно усиленным выделением адреналина. Это обстоятельство, как и появление в отдельных случаях извращенных кривых содержания сахара, свидетельствует о нарушении регуляции углеводного обмена вследствие поражения печени.
При всей сложности механизма действия СО очень важен сам факт нарушения углеводного обмена в условиях хронического воздействия небольших концентраций этого вещества. Это может служить объективным показателем ранней диагностики клинического симптомо-комплекса хронической океиуглеродной интоксикации.
50
О 30 60 90 120 750 180 210
Рис. 2. Гликемические кривые у морских свинок после 6-месячной затравки окисью углерода в концентрации 0,012—0,018 мг/л.
По оси ординат — содержание сахара в крови (в мг%); по оси абсцисс — время наблюдения
(в мин.) после нагрузки. 1 — гликемическая кривая у подопытной свинки № 2 при нагрузке глюкозой; 2 — средняя гликемическая кривая у контрольных свинок при нагрузке глюкозой; 3 — гликемическая кривая у подопытной свинки № 10 при нагрузке адреналином; 4 — средняя гликемическая кривая у контрольных свинок при нагрузке адреналином; 5 — гликемическая кривая у подопытной свинки № 6 при нагрузке инсулином; 6 — средняя гликемическая кривая у контрольных свинок при
нагрузке инсулином.
3 Гигиена и санитария, № 5
33
Выводы
1. Длительное влияние СО на организм приводит к нарушениям углеводного обмена — к увеличенному подъему гликемических кривых, а в отдельных случаях — к извращению их характера. Эти изменения рассматриваются как специфическое действие СО.
2. Изменения углеводного обмена в условиях хронической окси-углеродной интоксикации могут служить объективным признаком для ранней диагностики отравления.
3. Хроническое воздействие СО в концентрациях 0,012—0,018 мг/л на организм морских свинок требует пересмотра уровня предельно допустимых количеств этого газа в воздухе в сторону уменьшения.
ЛИТЕРАТУРА
Аничков С. В. Физиол. ж. СССР, 1954, JMb 4, стр. 420 — Moeschlin S.r Wildermuth W., Arch. exp. Path. Pharmak., 1941, Bd. 198, S. 414. — Pet г у H., Arch. Gewerbepath. Gewerbehyg., 1960, Bd. 18. S. 22.—W а г b u г g O., Schwermetalle als Wirkungsgruppen von Fermenten. Berlin, 1948. — Vyskocil J., Arch. Gewerbepath. Gewerbehyg., 1957, Bd. 15, S. 457.
^ Поступила 29/1V 1964 г.
DISTURBANCES OF CARBON METABOLISM IN EXPERIMENTAL CARBON
MONOXIDE INTOXICATION
/. 1. Datsenko
The article contains the results of quantitative analyses of sugar in the blood of animals in a glucose test after introduction of adrenalin and insulin under conditions of a prolonged action of various concentrations of CO. In chronic poisoning concentrations of this gas within the limits of 0.012—0.018 mg/1 in the inhaled air produced changes in the glycemic curves. These data may serve as an early diagnostic sign of intoxication, besides. They substantiate the necessity of decreasing the maximum permissible concentration of CO in the air.
УДК 616.24-003.667-07 : 616.15-097-07
НЕКОТОРЫЕ ИММУНОБИОЛОГИЧЕСКИЕ СДВИГИ
ПРИ АСБЕСТОЗЕ
#
Канд. мед. наук Ф. М. Коган, канд. мед. наук А. А. Герасименко,
Г. И. Бунимовин '
Свердловский институт гигиены труда и профпатологии
Клинические наблюдения свидетельствуют о склонности лиц, страдающих асбестозом, к инфекционным заболеваниям, которые протекают в этом случае особенно тяжело (М. А. Ковнацкий). Более того, по данным ряда авторов, многие больные асбестозом умирают обычно от присоединившейся инфекции—туберкулеза, пневмонии и др. (Ston— цит. М. А. Ковнацкий; Cartier). Известно также прогрессирующее падение защитной способности организма при развитии асбестоза (Н. Г. Буткин и М. В. Май; Н. Г. Буткин и А. В. Шелковкина).
Вероятно, снижение иммунобиологической реактивности наступает еще до клинического проявления асбестоза, на что указывает высокая заболеваемость рабочих асбестовой промышленности туберкулезом легких, болезнями органов дыхания, гриппом, ангиной и т. д. Тем не менее мы не встретили иммунобиологических исследований, которые говорили бы об угнетении или изменении реактивности организма у больных асбестозом или у лиц «пылевых асбестовых» профессий. В то же время авторы таких исследований могли бы не только обосновать
