CC BY
10
Литература
1. Вредные вещества в промышленности: Справочник / Под ред. Н. В. Лазарева, Э. Н. Левиной.— Л., 1976.— Т. 1,— С. 505.
2. Дмитриев М. Т.. Камина Н. И., Пинигина И. А. Санитар-но-химическнй анализ загрязняющих веществ в окружающей среде,— М„ 1989,—С. 282; С. 131.
3. Инструкция по саннтарно-химическому исследованию изделий, изготовленных из полимерных и других синтетических материалов, предназначенных для контакта с пищевыми продуктами.— М., 1972.
4. Методы санитарно-химических исследований полимерных материалов, предназначенных для контакта с пищевыми продуктами.— Киев, 1982.— Т. 1.— С. 109.
Поступила 12.05.91
© В. И. ЕВСЮКОВ. 1993 УДК 614.7:613.632|-074
В. И. ЕвСЮКОв
НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ ТОКСИКОЛОГИИ ПРИ ОЦЕНКЕ ФАКТОРОВ
МАЛОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ
ОНПО «Пластполимер», Санкт-Петербург
Значительный выпуск синтетических химических веществ в последние десятилетня и несовершенный контроль за их использованием является одной из причин нарушения экологического равновесия. Потенциально опасными могут быть полимерные материалы, поскольку при их синтезе и в процессе старения мономеры, красители, фотосенсибилизаторы и другие вещества способны выделяться постоянно в небольших количествах в окружающую среду и поэтому рассматриваются как факторы малой интенсивности.
В настоящее время остаются малоизученными ранние проявления компенсаторно-приспособительных реакций при воздействии факторов малой интенсивности, когда организм находится на грани нормы и патологии. Характеристика такого состояния возможна при оценке процессов адаптации на всех уровнях организации биологических систем организма. На молекулярном уровне процессы адаптации проявляются в изменении активности микросомальных монооксигеназ, повышение которой усиливает генерацию активных форм кислорода, супероксидного радикала, перекиси водорода, разрушающих цитохром Р-450 (17]. Однако функциональная значимость этих изменений устанавливается лишь при длительном воздействии веществ, когда значительно снижаются резервные возможности и перестают функционировать дублирующие системы. Изменения на субклеточном и клеточном уровнях не всегда приводят к возникновению патологических нарушений функциональных систем организма, поскольку компенсаторно-приспособительные реакции развиваются ценой морфологических перестроек (5, 13, 16].
Основу адаптивных реакций составляют восстановительные процессы, которые определяют способность органов репа-рировать химическое повреждение. Своеобразными синхронизаторами этих реакций являются гормоны, действие которых реализуется через изменение активности ферментов [3]. Есть основание полагать, что изучение особенностей развития процессов регенерации и роли регуляторных систем в их осуществлении позволит выявить ранние признаки токсического действия факторов малой интенсивности.
Восстановительные процессы на субклеточном уровне связаны с гиперплазией цитоплазматическнх ультраструктур тех элементов клеток, которые ответственны за нейтрализацию патогенного фактора, а функциональная активность других структур в это время притормаживается для сохранения материальных резервов |16].
Процессы регенерации на клеточно-тканевом уровне, в частности в печени, состоят в делении гепатоцитов и изменении соотношения клеток с различными величинами плоид-ностн, о чем свидетельствовали наши данные при изучении реакции печени на отравление крыс антрахиноновыми красителями и пигментами, предназначенными для окраски пластмасс. Показано, что чем токсичнее вещество, тем более выражено накопление гаплоидных малодифференцирован-ных, уменьшение количества полиплоидных высокодифферен-цированных гепатоцитов и средней величины ДНК в первые часы после однократного отравления животных в дозе 5,0 и 1,2 г/кг, и сразу по окончании 9-месячного хронического отравления в дозе 0,006 г/кг. Увеличение количества гаплоидных гепатоцитов обусловлено повышением митотической активности, а сохранившиеся полиплоидные клетки обеспечивали, по-видимому, обезвреживающую функцию печени в этих условиях. Таким путем устанавливалось относительное соответствие между функциональной нагрузкой и материальными перестройками на клеточно-тканевом уровне. При воздействии ме-
нее токсичных соединений в те же сроки усиливались процессы нолиплоиднзацин. Хотя восстановительные процессы на клеточно-тканевом уровне имели неспецифический характер, их усиление свидетельствовало о токсическом действии химического агента уже в остром опыте.
При оценке токсического действия факторов малой интенсивности важной проблемой является установление специфических черт реакции организма и критериев напряжения про-цессов адаптации, решение которой возможно, по нашим данным, на основании использования модели линейных и нелинейных множественных зависимостей между интегральными показателями функциональной активности органов пищеварения, участвующих в обезвреживающей функции организма, и органов эндокринной системы, регулирующих процессы адаптации. Тем самым устанавливаются начальные предпатологи-ческие сдвиги на системном и межсистемном уровнях. В основе формирования функциональных взаимоотношений органов лежит известное положение о том, что упорядоченность во взаимодействии множества компонентов любой системы организма и их функциональная связь с нервными регуляторными центрами устанавливается на основе степени участия в восстановлении гомеостаза [1, 6, 7, 11].
Для характеристики состояния гормональной регуляции изучали функциональную активность и взаимодействие ядер гипоталамуса, анатомически и функционально связанных между собой (вентромедиального, дорсомедиального, супра-хиазматического, супраоптического, паравентрикулярного) и являющихся центрами контроля вегетативных функций организма. Затем устанавливали функциональную взаимосвязь периферических органов эндокринной системы с центральными звеньями гормональной регуляции, печенью, а также печени с серотонинсинтезирующнми энтерохромаффннными клет- Л, ками кишечника (ЭКК). Такой подход правомерен, поскольку печень принимает непосредственное участие в метаболизме гормонов, а биогенный амин ЭКК влияет на восстановительные процессы в паренхиме печени ]3, 4, 18—20]. Интегральными показателями активности ядертнпоталамуса, коркового слоя надпочечников служили данные спектрограмм ядер клеток, в печени — накопление клеток с различными величинами плоидности, в нейрогипофизе — количество нейросекрета, в ЭКК — содержание серотонина, в аденогипофизе — соотношение между гранулированными и негранулированными ацидофилами, расположенными около капилляров, а в щитовидной железе — стереологнческий индекс резорбции и размеры фолликулярного эпителия.
Проведенные нами исследования показали, что токсическое действие малотоксичных красителей проявляется в дезорганизации взаимодействий органов эндокринной системы и печени. Чем токсичнее вещество, тем больше выражена в остром опыте относительная функциональная разобщенность между ними. Вместо линейных (прямых) функциональных зависимостей между органами усиливались кратковременные нелинейные связи. Появляющиеся новые линейные взаимоотношения ор-ганов свидетельствовали о специфическом характере действия малотоксичиых веществ. Все эти изменения происходили на фоне понижения функциональной активности практически всех органов и ядер гипоталамуса. Лишь аденогипофиз повышал свою гормональную активность. Можно полагать, что уменьшение активности большинства изучаемых органов в остром опыте отражает состояние шока в фазу тревоги [9].
Увеличение числа кратковременных функциональных связей между органами обеих систем после отравления животных токсичными веществами отражало усиление «ориентиро-
Л-
Изменение функциональных взаимоотношений органов крыс в период многократного введения железосодержащего фотосенсибилизатора ФЭП-2, лактата железа (контроль) и в восстановительном периоде после отравления.
Нелинейные (штриховая линия), линейные (сплошная линия) функциональные связи между печенью (П), корковым слоем надпочечников (МП), щитовидной железой (ЩЖ), энтерохромаффиннымн клетками кишечинка (ЭКК). передней (ПДГ) и задней (ЗДГ) долями гипофиза, пентромедиальным (ИМЯ), супрахн-азматическнм (СХЯ). супраоптическим (СОЯ) и паравентрнкулярны.ч (ПВЯ) ядрами гипоталамуса.
вочной» реакции, направленной на распознавание «образа» химического агента и поиск путей восстановления нарушенного гомеостаза на уровне целостного организма. Во время развития этой реакции усиливались процессы саморегуляции. На гипоталамическом уровне они выражались в усилении функциональных зависимостей в группах мелкоклеточных и крупноклеточных ядер на фоне ослабления взаимодействия ядер с гипофизом. В печени повышалось волнообразное течение восстановительных процессов, в аденогипофизе происходило перераспределение типов гормонсекретирующкх клеток. Чем токсичнее вещество, тем больше были выражены процессы саморегуляции. По данным А. Д. Ноздрачева и соавт. [15], в печени они контролируются метасимпатической нервной системой. В корковом слое надпочечников ауторегуляция объясняется прямым влиянием стероидов (кортизона) на начальный этап стероидогенеза [12). Таким образом, любая биологическая система стремится первоначально упорядочить структурно-функциональные отношения на клеточно-тканевом уровне, а затем восстановить взаимоотношения на системном и меж-системном уровнях. Такое состояние организма характеризует препатологическую стадию развития интоксикации и отражает готовность к реализации патологического процесса. В ряде случаев линейные взаимоотношения органов эндокринной системы приобретали отрицательный знак. Не исключено, что восстановление контролирующего влияния эндокринной системы происходит через серию отрицательных (обратных) взаимоотношений компонентов, составляющих систему.
Многократное поступление в организм в малых дозах факторов малой интенсивности, обладающих способностью к кумуляции, оказывало более вредное воздействие, чем однократное отравление в больших дозах. Усиление токсического эффекта выражалось в существенных нарушениях морфологических структур в органах, участвующих в метаболизме ксенобиотиков и выведении продуктов их обмена.
В период многократного отравления (с 1-й по 4-ю неделю) веществом, способным к кумуляции и пролонгированному выведению, таким, как железосодержащим фотосенсибилизато-
ром ФЭП-2 в дозе 0,5 г/кг, значительно снижалась, как и в остром опыте, доля линейных с преобладанием нелинейных взаимоотношений между органами пищеварения и эндокринной системы. В восстановительном периоде (с 1-й по 1-ю неделю) не только сохранялись линейные зависимости периода введения, но и увеличивалось их число (рисунок). Можно полагать, что количество линейных зависимостей отражает степень напряжения процессов адаптации, которая нарастает в восстановительном периоде. По характеристике напряжения процессов адаптации возможно предвидеть последствия отравления организма, что является одной из актуальных задач в современной профпатологии [14]. Специфические черты реакции организма при многократном отравлении, по-видимому, проявляются в однотипных линейных функциональных связях между органами изучаемых систем в период введения вещества и в восстановительном периоде.
Длительная относительная функциональная разобщенность между органами эндокринной системы при однократном отравлении, а также длительное существование установившихся сильных линейных зависимостей между отдельными органами в восстановительном периоде после многократного введения вещества может привести при дополнительном стрес-сорном воздействии (инфекции, чрезмерные физические и эмоциональные нагрузки) к снижению адаптивных возможностей организма и развитию заболеваний. Это особенно важно учитывать в практической деятельности профпатологов при многократном контакте организма с факторами малой интенсивности химической природы, обладающими способностью к материальной кумуляции и пролонгированному выведению из организма. Так,известно, что действие патогенных факторов особенно возрастает в период беременности. По данным ряда авторов у женщин, работающих в полнмерперерабатывающен промышленности даже не более 1—2 лет и переведенных в связи с беременностью из цехов с вредным производством, высока частота невынашиваемости и урогениталь-ной инфекции [8, 10). В результате этого увеличивалась частота интранатальной и постнатальной гибели плодов. Другие исследователи указывают, что у работниц этой же промышленности со стажем работы более 5 лет в условиях контакта с продуктами переработки полимеров в пределах ПДК частота нарушений менструального цикла составила 22 % ¡2]. Становится очевидной необходимость раннего выявления нарушений адаптации и предпатологическнх изменений, что позволит применять эффективные меры предупреждения заболеваний. Та-- кнм образом, комплексная оценка реакции органов и систем, участвующих в процессах обезвреживания и регулирующих эти процессы, является новым и перспективным направлением в решении проблем экотоксикологии факторов малой интенсивности.
Литература
1. Анохин П. К„ // Успехи физиол. наук,— 1970.-- Т. 1, № I. С. 19—54.
2. Баласанян И. Г. Основы профилактики и лечения нарушений репродуктивной функции у работниц полнмерперераба-тывающих предприятий: Автореф. дис. ... д-ра мед. наук. -Л., 1989.
3. Виноградов В. В. Гормоны, адаптация и системные реакции организма. Минск, 1989.
4. Гуреева 3. П., Седова К. С. // Фармакол. и токсикол. 1978,- № 1. С. 162-164.
5. Давыдовский И. В. // Вестн. АМН СССР.- 1962. № 4. — С. 27-37.
6. Демин Н. П.. Коган А. Б., Моисеева Н. И. Нейрофизиология и нейрохнмия сна. - Л., 1978.
7. Дубров А. П. Симметрия биоритмов и реактивности (Проблема индивидуальных различий, функциональная био-снмметрика). — М., 1987.
8. Калашникова Е. П., Зубжицкая Л. Б. // Биологическая индикация з антропоэкологии.— Л., 1984.— С. 156—162.
9. Колпаков М. Г., Поляк М. Г. Эндокринные механизмы регуляции процессов адаптации.— Новосибирск, 1975.
10. Кошелева Н. Г., Евсюкова И. И., Ковалева Т. Г. // Проблемы охраны труда и здоровья женщин на современном этапе и пути их решения.-- Иваново, 1986.— Ч. 2.— С. 274- 275.
11. Кремянский В. И. Информация и системный подход в биологии.— М., 1980.
12. Курченко И. Ф. // Пробл. эндокрннол,- 1975. - № 5. С. 63—68.
13. Монаенкова А. М. // Гиг. труда,— 1988. № 10.-С. 1—5.
14. Мотузинский Н. Ф.. Боков А. Н., Станкевич К. И., Сви-дер В. С. Ц Актуальные вопросы токсикологии, гигиены
Восстановительный период
фэп-г
\вмя схя
\соя
'—г
П8Я\ |_7—
Лактат железа
Период
применения пестицидов и полимерных материалов в народном хозяйстве,— Киев, 1990,— С. 201.
15. Ноздрачев А. Д. // Физиол. журн. СССР,— 1987.— Т. 23, № 2,— С. 190—201.
16. Саркисов Д. С. Структурные основы адаптации и компенсации нарушенных функций.— М., 1987.
17. Тиунов JI. А., Кустов В. В.. Трахтенберг И. М. и др. //
Экология и токсикология.— Ярославль, 1990.— Вып. 2.—
(
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1993 УДК в 16.33-018.73-02:615.285.7|-07
Ю. В. Солтанович, С. Ю. Буслович, А. Е. Карасева ,
ПРИМЕНЕНИЕ СТЕРЕОМОРФОМЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА ДЛЯ ОЦЕНКИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПЕСТИЦИДОВ НА СЛИЗИСТУЮ ОБОЛОЧКУ ЖЕЛУДКА
Белорусский научно-исследовательский санитарно-гигиенический институт, Минск
С. 11—21.
18. Яглов В. В. // Арх. анат., 1989,— № 1,— С. 14—29.
19. Murshtar Н., Leakey I. Е. A., Elmamlouk Т. Н. // Environm. Hlth Perspect.— 1979.— Vol. 33.— P. 324—330.
20. Raab К. H.. Webe Т. // Experientia (Basel).— 1969.— Vol. 25, N 12,— P. 1240-1242.
Поступила 30.09.91
Основным путем поступления пестицидов в организм является энтеральный [5. 8—10). Вместе с тем состояние желудка при воздействии пестицидов и, в частности, наиболее сложного и лабильного его образования — слизистой оболочки, изучено недостаточно. Это обусловлено сложностью существующих экспериментальных моделей, как правило, опыты проводятся на собаках с фистулами желудка, а при работе на мелких животных экспериментаторы ограничиваются лишь описанием морфологической картины и в редких случаях гистометрической оценкой полученного при гастро-биопсии кусочка ткани [6, 7]. Этими методами изучено влияние на желудок хлор-, фосфорорганических и дитиокар-боновых пестицидов [1, 3, 4].
Нами предложен стереоморфометрическнй метод определения влияния химических веществ на слизистую оболочку желудка белых крыс, позволяющий дать количественную оценку этому воздействию. С использованием этого метода изучено влияние на слизистую оболочку желудка регулятора роста растений «Лайма» [кальциевая соль — (2-хлорэтанокси-карбонилметил) - нафталинсульфокислоты] и селективного гербицида 2,4 ДП (натриевая соль 2,4-днхлорфенокси-а-пропионовой кислоты). Для оценки раздражающего действия растворов с различным рН изучали реакцию желудка на нейтрализованные растворы пестицидов, а также растворы уксусной кислоты (рН 3,8) и карбоната натрия (рН 11). Нейтрализацию растворов пестицидов осуществляли подкисле-нием уксусной кислотой или подщелачиванием карбонатом натрия.
Эксперименты проведены на 70 наркотизированных белых крысах массой 180—220 г, которым была предваритель-
но наложена лигатура привратника [II]. В острый опыт брали животных обоего пола после 18-часового голодания. Наркотизацию крыс проводили внутрнбрюшннным введением 5 % раствора тиопентала натрия в дозе 70 мг/кг. Водные растворы изучаемых веществ вводили в желудок крыс 1-й группы с помощью иглы-зонда в дозе '/•«> 1-05о (объем вводимого раствора не более I мл). Контролем служили интактные животные (2-я группа) и крысы, в желудке которых в течение 3 ч находился I мл дистиллированной воды (рН 6) 3-я группа. После 3-часовой экспозиции исследуемого препарата животное забивали путем внутрисер-дечной инъекции смертельной дозы тиопентала натрия. После извлечения желудка из брюшной полости содержимое его измеряли и удаляли, а сам орган расправляли на черном картоне (для более контрастного изображения под стереомнкроскопом).
Морфометрическую оценку складок слизистой оболочки в каждом отделе желудка (пищеводный, кардиальный, приврат-ннковый и дно) проводили на стереоскопическом микроскопе МБС-2. Учитывали количество складок, их высоту, ширину, длину между изгибами и количество петехий и кровоизлияний. Определение проводили при помощи широкоугольного окуляра со шкалой (цена деления на объекте 0,05 мм) и специально изготовленной сеткой с 20 точками для подсчета числа кровоизлияний.
Результаты обрабатывали статистически с вычислением средней арифметической и стандартной ошибки [2].
При осмотре поверхности слизистой оболочки интактных животных отличали естественный молочный цвет пищеводного отдела и розовый — железистой области. При этом складки
Таблица 1
Стереоморфометрическая характеристика реакции складчатого рисунка слизистой оболочки на внутрижелудочное введение
белым крысам растворов ксенобиотиков с различным рН (Л1±/л)
Характеристика складчатого рисунка
Вещество pH число складок в поле s-реиия длина между изгибами Х10, мм толщина X Ю-2, мм
Д К Пр п Д К Пр п Д К Пр П
«Лайма» 3,8 3,38± 2,88± 2,63± 13,5± 52,0± 16,0± 53,0± 50,0± 23,0± 19,0± 20,0± 8,0±
0,4* 0,2* 0,4* 1,7* 3,0* 2,0* 3,0* 3,0* 1,0* 0,7* 1,0* 0,6*
Уксусная кислота 3,8 3,63± 2,5± 2,75± 13,4± 59,0± 17,0± 53,0± 46,0± 23,0± 20,0± 21,0+ 8,1 ±
0,4* 0,1* 0,2* 0,8* 4,0* 2,0* 3,0* 3,0* 1,1* 0,8* 1,0* 0,5*
«Лайма» 6 7,42± 5,0± 5,14± 5,5+ 37,5± 40,Оч- 37,1 + 38,6± 13,0± 15,8± И,4± 6,6±
0,2 0,2 0,2 0,4 2,7 ив 2,7 1,8 0,8 0,8 0,8 0,8
Интактный контроль 7,44± 5,0± 4,94 ± 5,76± 39,0± 44,0± 37,0± 38,0± 14,0± 16,0± 12,0± 7,0±
0,3 0,2 0,4 0,2 1,0 2,0 1,0 1,0 0,4 0,3 5,5 0,3
Вода 6 7,39± 5,0± 4,88± 5,67± 38,0+ 42,0+ 36,6+ 38,0+ 13,7± 15,2+ 12,1± 7,0+
0,3 0,2 0,3 0,4 1,0 1,2 2.3 1,0 0,3 0,4 0,6 0,1
Натриевая соль 2,4-ДП 6 6.7 ± 5,0+ 4,7 + 6,7± 39,3± 39,0± 37,8± 36,5± 13,5± 16,4± 12,5± 6,7±
0,4 0,2 0,4 0,4 1,8 2,7 2,3 2,7 0,6 0,2
Карбонат натрия И 10,86± 6,86± 9,43± 29,71 ± 17,2± 27,0± 18,2± 19,3± 11,о± 12,7± 8,3± 3,5±
0,4* 0,2* 0,5* 2,6* 0,9* 0,9* 1.8* 2,7* 0,7* 0,3* 0,9* 0,8*
Натриевая соль 2,4-ДП 11 11,0± 7,4 + 9,0 ± 30,4± 18,0± 25,0± 19,0± 17,0± 11, о± 12,0± 8,С'± 4,0±
0,2* 0,2* 0,4* 2,3* 0,9* 1,8* 1,8* 2,7* 0,7* 0,8* 0,8* 0,8*
Примечание. Д — дно, К — кардиальная часть, Пр — привратниковая часть, П — пищевая часть. Здесь и в табл. 2: звездочка — достоверные различия с животными, получавшими воду с рН 6 (р<0,05).
