CC BY
12
УДК 613.634:613.646
Канд. мед. наук Г. И. Елинер
О СОЧЕТАННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ ГИПОКСИИ, ГИПЕРКАПНИИ И ГИПЕРТЕРМИИ
Ленинградский санитарно-гигиенический медицинский институт
Расширение фронта подводных и подземных работ, развитие авиации, исследование морских глубин и космического пространства ставят перед специалистами вопрос о деятельности организма в измененных условиях, связанных с возможностью воздействия на него недостатка кислорода, избытка углекислого газа и температурного фактора. Многочисленные экспериментальные исследования, касающиеся влияния гипоксии, гиперкапнии и гипертермии, в основном сводятся к обнаружению изменений в той или иной системе организма под воздействием одного из перечисленных выше факторов (И. С. Вайнберг; К. П. Иванов; М. Е. Маршак; А. Бартон и О. Э. Эдхолм; Э. Ван Лир и К. Стикней, и др.).
Настоящая работа посвящена изучению влияния отдельных факторов измененной среды обитания и их сочетанного действия; ставилась цель установить вклад каждого из них в конечный эффект — изменение биоэлектрической активности головного мозга.
Экспериментальное исследование проведено на 60 кроликах породы шиншилла. Животным вживляли электроды в кортикальные отделы (зрительная и сенсомоторная области) и субкортикальные отделы (ретикулярная формация среднего мозга, ретикулярное ядро таламуса и гиппокамп) по методике, описанной ранее (Г. И. Елинер). Биоэлектрическую активность записывали на 8-канальном электроэнцефалографе фирмы «Альвар». Энцефалографические кривые анализировали по специально разработанной программе, которая состояла в обсчете 30-секундного отрезка кривой с определением весовых функций 3 частотных диапазонов — медленного (2—4 Гц), среднего (5—8 Гц) и быстрого (9 Гц) и выше.
Кролик находился в физиологическом положении в специальной клет-ке-станке с 2 смежными отсеками; в первом из них помещали голову кролика, во втором — туловище. Первый отсек являлся основным — экспериментальным, в него подавали газовую смесь из установки, состоящей из 3 баллонов с углекислым газом и сжатым воздухом и аппарата для газового наркоза, который одновременно был и смесителем и дозатором. В том же отсеке путем внешнего обогрева повышали температуру воздуха; за изменением ее следили по установленному в отсеке термометру. Герметизация отсека приводила к созданию гипоксии за счет поглощения кислорода животным; избыток выдыхаемого углекислого газа удаляли из воздуха установленным в отсеке поглотителем С02. Изучали влияние на биоэлектрическую активность различных концентраций СОа — от 0,03 % (нормальное содержание СОг в воздухе) до 12,5% при экспозиции до 20 мин, гипоксии (снижение концентрации кислорода до 16,5%) и гипертермии (повышение температуры от исходной комнатной на 10°).
Изучение сочетанного и изолированного действия гипоксии, гиперкапнии и гипертермии проводили в 2 этапа. 1-й этап работ показал, что повышение концентрации С02 от исходного его содержания в воздухе до 2,5% с удержанием этой концентрации в течение 20 мин привело у большинства кроликов вначале к увеличению вклада быстрого частотного диапазона; при этом весовая функция медленного и среднего диапазона изменялась незначительно; лишь к концу экспозиции весовая функция быстрого частотного диапазона уменьшалась, весовая функция медленного частотного диапазона несколько возрастала, а среднего диапазона изменялась незначительно. Увеличение концентрации до 4,5 % с экспозицией 20 мин вызвало первоначальное повышение, а затем снижение весовой функции быстрого
э*
Весовые функции частотных диапазонов биоэлектрической акт ивности головного мозга кролика при изолированном и сочетанном воздействии различных факторов изменения
среды обитания
Концентрация со, (в *) Вид воздействия
гиперкапния | гипоксия частотный диапазон
медленный средний быстрый медленный средний быстрый
0,03 2,5 4,5 7,5 12,5 0,255^0,008 0,458± 0,009 0,493± 0,005 0,655^0,007 0,701^0,008 0,540^0,004 0,475^0,005 0,453± 0,004 0,301 ±0,003 0,278± 0,008 0,205± 0,002 0,067± 0,006 0,054± 0,005 0,044± 0,006 0,021 ±0,006 0,25±0,01 0,45±0,02 0,49±0,04 0,65±0,03 0,70±0,05 0,54±0,01 0,47±0,03 0,45±0,03 0,30±0,01 0,28±0,01 0,21±0,01 0,08±0,01 0,06±0,01 0,050± 0,005 0,020± 0,005
Вид воздействия
Концентрация гипертермия гипертермия -+- гипоксия
со, (в Н) частотный диапазон
медленный средний быстрый медленный средний быстрый
0,03 2,5 4.5 7,5 12,5 0,17±0,01 0,34±0,02 0,435± 0,008 0,595± 0,008 0,69±0,04 0,54±0,03 0,48±0,02 0,46±0,01 0,32±0,03 0,28±0,04 0,26±0,02 0,20±0,01 0,105±0.008 0,085± 0,007 0,030± 0,007 0,19—0,01 0,37±0,02 0,45±0,03 0,62±0,04 0,70±0,06 0,545± 0,007 0,47±0,02 0,45±0,02 0,31±0,03 0,28±0,02 0,265± 0,008 0,16±0,01 0,10±0,02 0,07±0,05 0,02±0,01
Примечание. Весовые функции У1 рассчитывали по формуле.К| =
I
где Р{ — плотность ¿-го частотного диапазона (в мм) (Г. И. Елинер, 1972).
частотного диапазона, повышение медленного и незначительное снижение среднего частотного диапазона; при этом время экспозиции сказывалось мало. Дальнейшее увеличение гиперкапнии до 7,5% не приводило к значительным отличиям в трансформации частотного спектра электроэнцефалограммы. Этот, на первый взгляд, парадоксальный факт можно объяснить тем, что кролик в определенной степени способен компенсировать повышение содержания углекислого газа во внешней среде за счет развиваемой им гипервентиляции; по нашим данным, число дыханий у некоторых животных достигало 300 в минуту. Повышение концентрации СОг до 12,5% при 20-минутной экспозиции повлекло за собой резкое снижение весовой функции быстрого частотного диапазона, повышение весовой функции медленного частотного диапазона и уменьшение среднего диапазона (табл. 1). Следует отметить, что перестройки в спектре биоэлектрической активности происходили в первые минуты экспозиции указанных выше концентраций, а в остальное время весовые функции практически не изменялись. Создаваемая гипоксия — снижение содержания кислорода во вдыхаемом животным воздухе до 16,5%— практически не вызывала сдвигов в спектре биоэлектрической активности головного мозга кролика; при этом у одних животных повышалась весовая функция быстрого частотного диапазона, у других — медленного (см. табл. 1). Гипертемия выявила рост быстрого компонента без выраженного изменения вклада других частотных диапазонов (см. табл. 1).
Изучение сочетанного воздействия всех 3 факторов и вклада каждого из них показало, что перестройка частотных диапазонов биоэлектрической активности в основном происходит за счет действия-углекислого газа; ги—
Скорости перестройки весовых функций частотных диапазонов биоэлектрической активности мозга кролика при различных условиях среды обитания (в 11% СОз)
Вид воздействия
Частотный диапазон со, СО, + гипоксия СО, + гипертермия СО, + гипоксия 4-+гипертермия
Медленный Средний Быстрый 0,072^0,006 —0,044^0,005 —0,028^:0,003 0,070^0,005 —0,045^0,003 —0,025^0,003 0,065± 0,008 —0,045± 0,007 —0,020^0,005 0,064^0,007 —0,046^0,009 -0,018^0.003
поксия до 16,5% кислорода мало влияет на данную перестройку; гипертермия оказывает некоторое компенсирующее действие при сочетании 3 факторов. Однако это действие в основном сказывается при сочетаниях, в которых применялись концентрации С02, не превышающие 4,5%.
Большой индивидуальный разброс в показателях перестройки биоэлектрической активности и изменчивость характера самой перестройки во время экспозиции не дали возможности на первом этапе исследования сделать определенное заключение о характере влияния отдельных факторов и всего комплекса на изучаемую экспериментальную группу животных в целом. На 2-м этапе исследования встала задача поиска наиболее стабильного критерия оценки изменения биоэлектрической активности. Этим критерием в конечном итоге явилась скорость перестройки биоэлектрической активности (СПБА) в ответ на предъявление нагрузки, заключающейся в постепенном линейном наращивании концентрации углекислого газа во вдыхаемом животными воздухе от нормального содержания его до 12,5% со скоростью 0,6% в минуту (Г. И. Елинер, 1972).
Результаты 2-го этапа исследований представлены в табл. 2. Как видно из табл. 2, гипоксический фактор меньше всего сказывается на скорости перестройки биоэлектрической активности. Скорость перестройки быстрого частотного диапазона несколько уменьшилась, а медленного и среднего почти не изменилась. Гипертермия замедлила скорость перестройки быстрого частотного диапазона, не изменив скорость перестройки среднего диапазона и уменьшив скорость перестройки медленного диапазона. Сочетанное действие гипоксии и гипертермии на фоне гиперкапнической нагрузки показало, что скорость перестройки весовой функции быстрого диапазона уменьшилась, среднего диапазона увеличилась, а медленного несколько возросла. Задаваемая в нагрузке скорость изменения концентрации С02 диктовала достаточно малую скорость изменения биоэлектрической активности, что в конечном итоге позволило оценить вклад влияния каждого из изучаемых факторов в общую трансформацию биоэлектрической активности головного мозга.
Таким образом, воздействие гиперкапнии и гипертермии вызывает разнонаправленные изменения в спектре биоэлектрической активности. Оценивая гигиеническую значимость полученных результатов, следует подчеркнуть разницу в действии на организм гипоксии, гипертермии и гиперкапнии. Гипоксия до 16,5% 02 сравнительно легко компенсируется организмом, что выражается в незначительной трансформации спектра биоэлектрической активности. Гипертермия оказывает существенное влияние на организм в целом; при этом эффект перестройки биоэлектрической активности зависит от скорости повышения температуры в окружающей среде и довольно быстро компенсируется по мере адаптации к гипертермии. К гиперкапнии организм наиболее чувствителен; даже незначительное изменение содержания С02 во вдыхаемом воздухе вызывает существенные перестройки во всем спектре биоэлектрической активности головного мозга. При этом проявляется жесткая зависимость выраженности перестроек как от кон-дентрации С02, так и от скорости ее наращивания. Сочетанное воздействие
3 перечисленных факторов существенно изменяет функциональное состояние мозга, что проявляется в изменении спектра биоэлектрической активности преимущественно в медленном частотном диапазоне. Исследование подтвердило адекватность использования скорости перестройки биоэлектрической активности как критерия оценки изменения состояния организма при воздействии изучаемых факторов.
ЛИТЕРАТУРА. В а й н б е р г И. С. Роль нервной системы в терморегуляции. Л., 1943. — Е л и н е р Г. И. Опыт выявления скрытых поражений в динамике постлучевого восстановления. Автореф. дне. канд. Л., 1972. —Он же. — В кн.: Материалы 4-й конференции по изобретательству и рационализаторству в медицине. Л., 1973, с. 98— 100. — И в а н о в К. П. Кислородное голодание и температура тела. Л., 1968. — М а р -ш а к М. Е. Физиологическое значение углекислоты. М., 1969. — Б а р т о н А., Э д -холм О. Человек в условиях холода. М., 1957. — Ван Лир Э., С т и к н е й К. Гипоксия. М., 1967.
Поступила 30/XII 1975 г.
THE JOINT ACTION OF HYPOXIA, HYPERCAPNIA AND HYPERTERMIA G. I. F.liner
The author investigated changes of the bioelectric activity of the cerebrum of a rabbit in case of the action on the body of hypoxia, hypercapnia and hyperthermia. The finding was that hypoxia (a decrease of an oxygen concentration to 16.5 per cent) had no signi ficant effect on changes of the bioelectric activity. Hyperthermia (a rise of temperature by 10° above the original level) and hypercapnia (a rise о f CO. concentration from 0.03 to 12.5 per cent) produce different changes in the weight functions of frequency ranges of the bioelectric activity. A study of the speed of reformation of the latter in response to the increase of C02 concentration in the inhaled air made it possible to make a comparative assessment of both the isolated and the joint action of the above mentioned factors.
УДК 613.298:678.7.044.4
В. В. Станкевич, Е. А. Шурупова
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕЗИН, СОДЕРЖАЩИХ N. ЛГ-ДИТИОДИМОРФОЛИН и ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ КОНТАКТА С ПИЩЕВЫМИ ПРОДУКТАМИ
Всесоюзный научно-исследовательский институт гигиены и токсикологии пестицидов, полимерных и пластических масс, Киев
Для решения вопроса о возможности использования в пищевой промышленности были изучены резины на основе синтетического каучука СКН-26, содержащие в качестве ускорителя вулканизации Ы^'-дитиодиморфолин (ДТДМ). Исследовали 3 резины идентичного состава с различным содержанием ДТДМ—резину марки ПС-31 (1,5 весовой части ДТДМ), ПС-32 (2 весовые части) и ПС-5 (3 весовые части); кроме того, в состав резин ПС-31 и ПС-32 было введено по 0,5 весовой части вулкацита П-экстра Н (этилфе-нилдитиокарбамат цинка).
Таблица 1
Интегральные показатели суммарной миграции органических веществ из резин в водные вытяжки (соотношение 1 : 2; температура при заливе 40°, при настаивании 20е)
Марка резины
Вещества
ПС-31
ПС-32
ПС-5
экспоэнция (в ч)
1 24 1 24 1
3,8 9,7 5,4 10,1 2,4
13,1 16,4 19,0 22,4 7,8
24
Окисляющиеся (в мгОа/л) Бронирующиеся (в мгВг2/л)
4,0 20,6
