CC BY
3
ингибировать активность систем микросомальных ферментов, за счет чего их концентрация и патологический эффект в организме новорожденных более выражены, чем в организме самок.
Результаты исследования имеют важное научное значение для гигиенического нормирования и фармакологии. Известно, что токсикологические исследования по обоснованию ПДК химических веществ проводятся на взрослых здоровых животных. В то же время население, для которого разрабатываются ПДК, неоднородно как по возрастно-половому составу, так и по функциональному состоянию органов и систем организма. Коэффициенты запаса, вводимые после токсикологического эксперимента, осуществленного по традиционной схеме, являются эмпирическими [8]. Знание закономерностей перехода ксенобиотиков из материнского организма в организм новорожденного позволяет научно обоснованно устанавливать коэффициенты запаса. Помимо того, что новорожденные получают значительные количества ксенобиотиков через материнский организм, они еще обладают повышенной чувствительностью к воздействию ядохимикатов, обусловленной неполноценностью иммунозащит-ных и адаптационных механизмов [2, 9]. Все сказанное позволяет рекомендовать новорожденных в качестве тест-группы как при токсикологическом изучении ксенобиотиков, так и при эпидемиологических исследованиях связей между состоянием здоровья населения и уровнями химического загрязнения окружающей среды.
Поскольку эпидемиологические исследования выявили тесную связь между использованием пестицидов и заболеваемостью новорожденных детей, а экспериментальные данные свидетельствуют об опасности комбинированного действия пестицидов для новорожденных даже на уровне допустимых суточных доз, возникла необходимость коррекции существующих нормативов.
Таким образом, на основании полученных данных можно рекомендовать включение токсикологических исследований с использованием системы мать — плод — новорожденный в принципиальную схему нормирования химических веществ в объектах окружающей среды. Высокая чувствительность предлагаемой системы позволит значительно повысить надежность гигиеническоих нормативов и сделать их действительно безопасными для всего населения, включая декретированные группы.
Литература
1. Бадаева Л. И. // Всесоюзный съезд анатомов, гистологов, эмбриологов, 9-й: Тезисы докладов.— Минск,
1983.— С. 53—55.
2. Буштуева К. А., Случанко И. С. Методы и критерии оценки состояния здоровья населения в связи с загрязнением окружающей среды.— М., 1979.
3. Гончарук Е. И., Голубчиков М. В., Гайдук В. Ф., Прокопович А. С. // Гигиена населенных мест.—
• Киев, 1983.— Вып. 22.— С. 7—9.
4. Гончарук Е. И., Г олубчиков М. В. // Съезд гигиенистов Украинской ССР, 11-й: Тезисы докладов.— Киев, 1986.— С. 15—16.
5. Каган Ю. С. Общая токсикология пестицидов.— Киев, 1981.
6. Калоянова-Сименова Ф. Пестициды: Токсическое действие и профилактика.— М., 1980.
7. Маркова И. В., Шабалов И. П. Клиническая фармакология новорожденных.— М., 1984.
8. Методические указания по гигиенической оценке новых пестицидов.— Киев, 1988.
9. Принципы оценки риска для потомства в связи с воздействием химических веществ в период беременности.— Женева, 1988.
10. Тиумов Л. А. II Итоги науки и техники. Токсикология.— М., 1981.— Т. 1.— С. 5—64.
11. Baiby J., Knauf V., Muller W., Hobson W. II Environ. Res.— 1980.—Vol. 21, N 1.—P. 190—196.
12. Capuro /. К. И Clin. Toxicol.— 1980.—Vol. 16, N 4.— P. 549—553.
13. DDT and its Derevatives Environment Health Criteria.— Geneva, 1979.
Поступила 14.04.89
А. А. КАЛАШНИКОВ, H. В. ЖИВОТНИКОВА, 1991
УДК 613.632:661.185 J-074-092.9
А. А. Калашников, Н. В. Животникова
НЕОБРАТИМЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В МИТОХОНДРИЯХ
ПОД ВЛИЯНИЕМ ХРОНИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ДЕТЕРГЕНТА
Донецкий медицинский институт им. М. Горького
Известно, что поверхностно-активные вещества (ПАВ) влияют на проницаемость биомембран, чем и объясняют различные морфофункциональ-ные изменения, возникающие при попадании ПАВ в организм [1, 3, 4].
При исследовании влияния выпускаемых на основе ПАВ синтетических моющих средств (CMC) в эксперименте на белых крысах нами
установлено, что однократное воздействие большой дозы /2 LD50) CMC «Лотос» оказывает угнетающее влияние на биоэнергетику митохондрий печени, что появляется в обратимом уменьшении степени их эндогенной энергизации и отражает компенсаторную реакцию организма в ответ на действие ксенобиотика [2].
Однако существенно больший практический
Параметры дыхания митохондрий печени крыс после хронического воздействия различных концентраций (М=4=т)
Суб- Сроки воздействия CMC
Параметр дыхания страт дыха- 2 нед 1 мес 4 мес Контроль
• ния 25 мг/м3 100 мг/м3 25 мг/м3 100 мг/м3 25 мг/м3 100 мг/м3
Скорость дыхания митохондрий в состоянии 4 по Чансу, нмоль Ог/мин на 1 мг белка Коэффициент дыхательного контроля по Чансу,
Уз/У4 АТФ
Коэффициент фос-форилирования, мкмоль АДФ/мкА 02 Скорость фосфори-лирования, моль АДФ/мин на 1 мг белка
С
Г
С Г
С
С Г
23,9+1,71
*
15,2=4=2,08
*
13,1 =4= 1,35
10,9=Ь0,65* 13,9=4= 1,17
27,0=1=3,57 20,4±0,58
8,4±1,33
8,8±1,31
5,2=4=0,63
*
5,9=1=0,44
6,84=0,5*
19,64=2,63* 9,94=0,42
1,674=0,191* 1,694=0,27* 1,58=1=0,173* 1,564=0,213* 1,804=0,203* 1,544=0,174* 3,594=0,11 1,684=0,244* 1,604=0,244* 1,544=0,162* 1,484=0,129* 1,62±0,121* 1,514=0,145 3,594=0,11
0,594=0,014* 0,874=0,221 * 0,69±0,095* 0,55±0,029* 0,844=0,06* 1,38±0,219 1,20±0,059
0,854=0,111
1,004=0,167* 0,804=0,253* 0,654=0,065* 0,96±0,042* 1,754=0,308* 1,854=0,142
64,84=9,68* 60,04=21,30* 42,14=11,04* 27,0=4=2,1* 47,54=9,55* 46,04=3,5* 20,0±6* 15,04=1*
37,74=2,54* 61,04=5,6* 193±24,3 27,14=3,22* 92,0=4=13,3* 150=4=21,1
Примечание. С — сукцинат; Г — глутамат с малатом; звездочкой отмечены показатели, достоверно отличающиеся от контроля (р<0,05).
интерес, по нашему мнению, может представить установление особенностей биоэнергетических процессов в митохондриях в ответ на хроническое воздействие CMC, что соответствует реальным условиям влияния производственной среды на организм рабочих, занятых производством CMC. Важность такого рода исследований определяется ролью митохондрий в обеспечении энергетических процессов в организме, характером и особенностями труда рабочих, требующего значительных физических усилий, а также отсутствием сведений по данным вопросам в специальной литературе.
Эксперимент проведен на белых беспородных крысах-самцах массой 180—240 г, подвергавшихся ежедневной 6-часовой хронической ингаляционной затравке аэрозолем CMC «Лотос» (дисперсность 80 % частиц, 200—500 ммк) в концентрациях 25 (порог хронического действия) и 100 мг/м3 (среднесменная концентрация в условиях производства). Каждая группа состояла из 36 животных.
Биоэнергетику митохондрий печени декапити-рованных подопытных и контрольных животных оценивали по скорости дыхания, коэффициенту дыхательного контроля, коэффициенту и скорости фосфорилирования через 2 нед, 1 и 4 мес после начала эксперимента. Дыхание митохондрий регистрировали полярографическим методом [8].
Из представленных в таблице результатов эксперимента следует, что через 2 нед, 1 и 4 мес воздействия малой концентрации CMC, а также через 2 нед и 1 мес воздействия большой концентрации произошло достоверно по сравнению с контролем снижение скорости дыхания в состоянии 4 по Чансу и Вильямсу, т. е. снижение
окисления экзогенных субстратов экспериментальными митохондриальными препаратами. Этот факт свидетельствует о торможении активности де-гидрогеназ, в частности НАДН-дегидрогеназы — начального участка дыхательной цепи митохондрий. Такой эффект описан в литературе [1,7] и является достаточно типичным для механизма
действия ксенобиотиков органической природы.
%
Вместе с тем через 4 мес затравки животных большой концентрацией пыли моющего порошка, наблюдалось повышение скорости окисления экзогенных субстратов препаратами митохондрий опытной группы. Подобного рода закономерности известны и являются следствием немонотонной зависимости ответной реакции митохондрий на линейно нарастающее патогенное действие CMC
[5].
Значительными были различия между опытом и контролем в режиме дыхания митохондрий, сопряженного с окислительным фосфорилирова-нием. Так, коэффициент дыхательного контроля по Чансу у экспериментальных митохондриаль-ных препаратов был резко снижен, особенно при окислении глутамата с малатом, что является результатом нарушения сопряжения процессов дыхания и окислительного фосфорилирования в результате хронического воздействия CMC.
Заметными оказались также различия между митохондриями подопытных и контрольных животных и по такому параметру биоэнергетики, как коэффициент фосфорилирования. Для всех серий эксперимента, за исключением 4-месячного воздействия большой концентрации CMC, было характерно снижение коэффициента фосфорилирования под влиянием детергента.
Установленное нами одновременное снижение
коэффициента дыхательного контроля и фосфори-лирования в препаратах митохондрий животных, подвергавшихся действию CMC, мы склонны рассматривать как следствие повышения проницаемости мембран митохондрий и одновременно нарушения работы АТФ-синтетазы, поскольку существует мнение [6], что эти процессы взаимосвязаны и в основе их лежит снижение количества протонов, переносимых АТФ-синтета-зой.
Изменения скорости фосфорилирования экспериментальными митохондриальными препаратами оказались еще более выраженными. Резкое снижение скорости фосфорилирования при одновременном изменении параметров биоэнергетики, указанных выше, является, по-видимому, следствием одновременного ингибирования двух ферментных систем митохондрий: НАДН-де-гидрогеназной и АТФ-синтетазной,
Таким образом, в результате хронического поступления CMC в организм лабораторных животных происходят многообразные изменения биоэнергетики митохондрий: ингибирование дегид-рогеназ начального участка дыхательной цепи, изменение проводимости митохондриальных мембран, нарушение сопряжения дыхания с окислительным фосфорилированием, нарушение АТФ-синтетазной системы. Под влиянием малой концентрации моющего порошка во все периоды наблюдений и при действии большой концентрации в течение первого месяца эксперимента констатируемые изменения биоэнергетики носили функциональный характер и представляли собой обратимый низкоэнергетический сдвиг. Однако продолжение действия большой концентрации CMC приводило к истощению митохондриальной системы.
В контроле скорость окисления сукцината и глу-тамата с малатом была постоянной, о чем свидетельствует потребление кислорода. В то же время в конце затравки малой концентрацией имела место лабильность этого процесса, а при воздействии большой концентрации она была четко выражена, что характеризует крайне истощенное состояние митохондриальной системы.
Еще отчетливее патогенное действие большой концентрации CMC проявилось в режиме окислительного фосфорилирования. Так, скорость окисления экзогенных субстратов экспериментальными митохондриальными препаратами была выше
контрольной, а окислительное фосфорилирова-ние — редуцированным. Кроме того, обнаружен парадоксальный для нормального функционирования митохондрий эффект превышения скорости дыхания в состоянии 4 над таковой в состоянии 3 по Чансу, т. е. скорости окисления субстратов над скоростью окислительного фосфорилирования. Последнее обстоятельство, а также отличия параметров дыхания в конце 4-месячной затравки позволяют сделать вывод не только о наличии функциональных сдвигов, но и о структурном, необратимом поражении митохондрий при действии большой концентрации детергента.
Таким образом, длительное вдыхание пыли CMC «Лотос» в концентрации 100 мг/м3 приводит к грубым функциональным нарушениям в работе митохондрий печени белых крыс и повреждению самих органелл. Поскольку условия труда на производстве порошкообразных CMC характеризуются воздействием на работающих еще больших концентраций пыли моющего порошка, необходимо осуществление комплекса санитарно-техни-ческих мероприятий, позволяющих снизить содержание аэрозоля CMC в воздухе рабочей зоны до уровня ПДК (5 мг/м3).
Литература
1. Дружинский Л. С., Колесова Г. М., Ложкин Б. Т. // Докл. АН СССР.— 1972.—Т. 205, № 4.—С. 1001 — 1007.
2. Животникова Н. В., Калашников А А., Талакин Ю. Н. //Гиг. и сан.— 1988.— № 12.— С. 80—81.
3. Жукова И. И. // Современные методы и средства дезинфекции и стерилизации.— М., 1977.— С. 100—103.
4. Кириченко О. В., Вавилова Г. Л., Яроиленко И. А. // Успехи нейрохимии.— Л., 1974.— С. 118—125.
5. Кондрашова М. П., Евтодиенко Ю. В., Миронова Г. Д. и др. // Биофизика сложных систем и радиационных
нарушений.— М., 1989.—С. 249—270.
6. Николе Д. Дж. Биоэнергетика: Введение в хемиосмоти-ческую теорию.— М., 1985.
7. Ротенберг Ю. С. // Бюл. экспер. биол.— 1977.— № 7.— С. 65—68.
8. Талакин Ю. Н., Животникова И. В. // Гиг. и сан.— 1987.— № 4.— С. 82—83.
Поступила 22.1 1.89
Summary. Chronic in ha lationa 1 exposure of white rats to a synthetic detergent 'LOTOS' in concentrations 25 and 100 mg/m3 caused liver mitochondria bioenergetics changes from a reversible low energetic shift up to an irreversible mitochondria damage of an organ-structural character. The degree of the damaging effect depended on the duration of exposure and the concentration of the detergent.
*
%
4
• I ШШ \ J
