CC BY
7
УДК 615.9.015.3:616.36-004.2-092.9+616.36-004.2-056:616-099-02:615.9
ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МОДЕЛИ ЖИРОВОЙ ДИСТРОФИИ ПЕЧЕНИ В САНИТАРНО-ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОМ ЭКСПЕРИМЕНТЕ
В. И. Тимохина, канд. мед. наук В. Г. Лаппо
Всесоюзный научно-исследовательский институт хирургической аппаратуры и инструментов, Москва
В настоящее время актуальными являются исследования действия химических веществ на фоне экспериментальных патологических состояний организма. Одно из главных звеньев в патогенезе большинства интоксикаций — это функциональное состояние печени, обеспечивающей обезвреживание и превращение химических веществ. В связи с этим важно изучение токсического действия веществ в условиях заболеваний печени. Нами была поставлена задача модифицировать модель жировой дистрофии этого органа применительно к задачам токсикологического эксперимента и изучить на ее фоне особенности проявления токсического действия стирола и формальдегида г.
Стирол и формальдегид широко применяют в производстве строительных пластиков, посуды, частей и деталей оборудования и приборов, средств медицинской техники. Стирол обладает выраженным гепатотропным действием. Формальдегид взаимодействует в печени с холином и метионином, там же происходит его превращение в муравьиную кислоту (Johnson и Masher; Kendal и Remanathan). Очевидно, их влияние на организм в условиях экспериментальной патологии печени будет более выраженным.
Для токсикологического эксперимента наиболее пригодна экспериментальная патология печени, возникающая при нарушении питания. При различных нарушениях питания в этом органе отмечаются дистрофические изменения типа жировой дистрофии, зернистого перерождения и др. Такие явления возникают при содержании животных на диете, богатой жирами, но бедной белком, или при кормлении продуктами, лишенными холина. Дефицит холина можно вызвать, применяя различные вещества, препятствующие его синтезу, например, никотиновую кислоту. Л. А. Черкес указывает, что она при введении в организм подвергается метилированию в печени и выводится в форме н-метилникотинамида и н-метил-6-пиридон-3-карбоксиламида. По А. Фишеру, обильное кормление крыс никотиновой кислотой оказывает липотропное действие, которое объясняется тем, что при метилировании ее расходуется большое количество СНя-групп, что снижает синтез холина.
Указанный способ получения жировой дистрофии представляется наиболее физиологичным и простым по исполнению в сравнении с другими методами. Однако все авторы для выработки модели заболевания с помощью никотиновой кислоты применяли безбелковую диету, что, по нашему мнению, создает дополнительную нагрузку на организм подопытных животных, искажая тем самым изменения, вызываемые в печени никотиновой кислотой. Поэтому мы стремились получить жировую дистрофию печени, применяя никотиновую кислоту, на фоне обычного рациона.
Кислоту в организм животнох вводили 3 способами: в виде суспензии в 1 % растворе крахмала в желудок с помощью металлического зонда, в растворе вместо воды для питья и в хлебных шариках. Оптимальным вариантом явилось внутрижелудочное введение суспензии вещества. При этом строго соблюдали дозу 0,07—0,08 г на 1 животное, что создало условия для равномерного развития процесса у всех животных опытных групп. С прекращением введения кислоты в указанные сроки содержание жира
1 Работа проведена в токсикологической лаборатории Московского научно-исследо' вательского института гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана.
3'
67
в печени уменьшалось уже через 3—4 дня, до полного удаления через 2 недели. Если же раствор никотиновой кислоты продолжали вводить в организм подопытных животных, то жировая инфильтрация перерастала в жировую дистрофию.
Исследовали действие кислоты в 3 дозах: 250, 350 и 450 мг/кг или 50, 70, 90 мг на 1 животное весом 200 г при введении в желудок в 1% растворе крахмала. Доза 250 мг/кг при введении в течение месяца не вызвала жировой инфильтрации печени. Доза 450 мг/кг вызвала жировую инфильтрацию через 2 недели от начала введения кислоты. Кроме того, у подопытных животных наблюдали повышенную возбудимость, резкое снижение веса тела и ухудшение общего состояния. При введении дозы 350 мг/кг развитие патологического процесса также наблюдалось через 2 недели, но животные по внешнему виду, поведению и весу не отличались от животных контрольной группы. Поэтому дозу 350 мг/кг можно считать оптимальной при получении жировой инфильтрации печени.
Контроль за развитием жировой дистрофии печени проводили с помощью биопсии. Как известно, печень обладает большой регенерацион-ной способностью. По данным Сегё и Робертса (цит. А. Фишер), после удаления 65% печени крыс на 50 часов было достигнуто 7094 исходного веса. Наибольшей интенсивностью регенерация отличается на 3-й день после резекции. Все биохимические показатели нормализуются в течение 2 недель.
В наших опытах биопсию делали 1 раз в 2 недели. Такие сроки выбраны в связи с указанной скоростью регенерации печени и на основании собственных наблюдений за развитием патологического процесса. Биопсию проводили под нембуталовым наркозом, лапарэктомией, вырезали кусочек печени размером 1,5 х 1,5 х 2 см. Нормальное состояние животного восстанавливалось на 2 -е сутки после операции. Гистологическое исследование биопсийного материала проводили при окрашивании суданом-3 для выявления жировой инфильтрации. Судя по результатам гистологических исследований, жировая инфильтрация при введении никотиновой кислоты в желудок наблюдается через 2 недели. В течение месяца по всей печеночной дольке наблюдается большое количество перстневидных клеток, образование жировых вакуолей. Через 3—4 месяца в результате длительной жировой инфильтрации начинается центрилобулярное разрастание соединительной ткани с развитием диффузного фиброза.
После модификации метода воспроизведения жировой дистрофии печени была предпринята попытка исследовать на ее фоне токсичность стирола и формальдегида. Важно было установить время проявления этих веществ и степень выраженности изменений на фоне патологии печени по сравнению с действием тех же веществ на интактных животных.
Токсичность стирола изучали в течение 4 месяцев на 50 белых крысах. Животные в эксперименте были разбиты на 4 группы: 1-я была контрольной; животные 2-й группы получали никотиновую кислоту в дозе 350 мг/кг в течение IV2 месяцев, животные 3-й группы — стирол в дозе 1 мг/кг в течение З1/2 месяцев; животные 4-й группы также получали стирол в дозе 1 мг/кг в течение З1/2 месяцев, но через 2 месяца от начала его введения им вводили никотиновую кислоту. Доза стирола 1 мг/кг по литературным данным близка к пороговой.
Вещества вводили внутрижелудочно в 1% растворе крахмала. В течение эксперимента исследовали различные функции организма: динамику веса тела, активность ряда ферментов крови и печени (холинэстеразы, аланиновой и аспарагиновой трансаминаз, щелочной фосфатазы), количество у-глобулинов и (З-липопрогеидов в сыворотке крови, количество жира в печени, весовые коэффициенты внутренних органов.
Полученные результаты исследований приведены в таблице.
Введение в течение 31/2 месяцев (3-я группа) стирола в изучаемой дозе вызвало незначительные изменения в организме подопытных животных.
Активность трансаминаз и щелочной фосфатазы, содержание Р-липопротеидов в крови оставались на одном уровне в течение всего эксперимента. Изменения активности холинэсте- ç-разы не носили каких-ли- 5 бозакономерностей. Актив- « ность ее в начале и конце S опыта оставалась на одном = уровне (230 и 226 мг% ). Че- ¡ рез 2 месяца введения яда g отмечалось снижение ак- & тивности фермента до 212 мг%, а затем повыше- * ние до 282 мг% с после-дующим возвращением к исходному уровню. Отме- я чалось также некоторое § увеличение количества у-глобулинов сыворотки кро- и ви через З1/, месяца вве- S дения с 33 до 49,5 ед. эк- ■ стинкции. В таблице указа- £ ны изменения ряда изучав- S шихся показателей у жи- g вотных, у которых через ®
2 месяца воздействия сти- з ролом вызвана жировая * инфильтрация печени. В £ этой (4-й) группе крыс не £ отмечено проявлений ин- i токсикации стиролом в те- g чение 2 месяцев. Однако с введение никотиновой кис- £ лоты в течение 6 недель на | фоне продолжавшегося сти- 2 рола повлекло за собой о значительные изменения 'g исслдуемых тестов. Так, 5 активность холинэстеразы крови снизилась с 220 jмг% х во 2-м месяце до 108 мг% | через 3 недели от начала = введенния кислоты и оста- S валась на таком же низком ц уровне до конца экспери- и мента. Активность щелоч- „. ной фосфатазы возросла со | 116 ед. Боданского (1 ме- = сяц введения стирола) до £ 143,1 ед. Боданского, и в s дальнейшем до 158 ед. Боданского. Активность глю-тамино-аланиновой транс-аминазы снизилась в 2,
3 раза, содержание у-гло-
ip в печени (В мг%) СО OJ h- 00 о о о о о о о о Il II II II ОС г- — — о ем — со
X о о о о
• s S у ■ . — — юшч-010 — oofflnonrtn
й « — х О т, ~ — 5 5 й ь — Cs| — СО--<М <М СО О — — — сч сч +1 +1 +1 +1 II +1 +1 +1 II +1 +1 II II II II ооооюо — осчотгос)ос-г
S ° О <j ^ 3* т ее. et Çja>«J--OCftO>OONNO(N
X X п V-глобулины сыворотки крови (в ед. экстинкции) сс (n со* —* о ю ю n о оо со ю — Г?S'il II II il II II II il il il il il il ti ti oooooiooNcooooN S lOflO-r ci — СО СО OÍ 0> СО СОЪ-Гчг счсчеч-ч-юсососо-ч-сосоч-'-Ь
>> •е- « 2 со активность глютаиат-ала- ниновоП трансаминазы (в сд. экстинкции) СМООСОСМСООЬ^СМОч^ —COOCTîO — О* — ci — -—"о ——cjci —— ОО Il II II II II II II II II II II II II II II тг050)05ю000с01л<0с00"4'ь
о et о •^сосоюсотгсою^^-^соео — —
о о s §° sua о 00 oojlo'oio^coco — о)—о со • оГоо СО 00 о оГо оГоо оГоо со Il II II II II il II II II II II II il il s СО — ооооососчюсоосо — ||
Щ m
i5 я nt со г^ со 1с со to г-С.о ьГ со со со оо сч — oc4ncococncno'—1 — — тгю
й
активность холи теразы (в мг% АХХ) — О N со оо О s.O> о Ci О со О tf —Г ^Г со Ю со со со ^ ON*14" r^cot^b-o^^cocvjco^'^tj'loco Il II II II II+111 II II +1 +i il +> +1 +1 ««««м^-счисч^^еч--
к я X со в о 1 месяц 2 месяца 2 » 3 недели 3'/а месяца Фон 3 недели 1'/з месяца 1 месяц 2 » 2 » 3 недели 3'/г месяца 1 месяц 2 месяца 2 » 3 недели 3'/г месяца
о ч и о s Ьй о Pt и
Группа животных та н о ч CI = к
1-я (контрольная) 2-я 3-я , Гстирсл (никотиновая
булинов и ß-липопротеидов в сыворотке крови повысилось. Количество жира в печени (по Сокслету) было значительно выше, чем у животных, которым вводили только стирол (0,31% на 100 мг ткани по сравнению с 0,11%). Все полученные изменения были достоверны по отношению к тем же показателям у животных контрольной группы.
В группе животных, у которых жировая инфильтрация печени была вызвана без дополнительного введения стирола, выявлены изменения, характерные для нарушений функции печени. Так, отмечалось снижение активности холинэстеразы, наступившее, однако, на 3 недели позже, чем у животных, которым одновременно вводили стирол.
Изменения других исследованных тестов были менее значительны, чем в группе животных, получавшей стирол совместно с никотиновой кислотой. Увеличение щелочной фосфатазы в конце эксперимента отличалось на 23 ед. Боданского, увеличение v-глобулинов было меньше на 12,8 ед. экстинкции, снижение активности глютамино-аланиновой трансаминазы меньше на 1,3 ед. экстинкции.
Токсичность формальдегида изучалась по такой же схеме, как и токсичность стирола. Подопытные животные получали в течение ЗУ2 месяцев формальдегид в дозе 10 мг/кг. Одной из групп через 2 месяца от начала введения яда вводили никотиновую кислоту.
Действие формальдегида проявилось уже через 1 месяц от начала введения его и выражалось в снижении активности холинэстеразы крови до 204 мг% против 280 мг% в исходный период, активность щелочной фосфатазы крови увеличилась на 23 ед. Боданского. В группе животных, у которых через 2 месяца введения формальдегида произошла жировая инфильтрация печени, изменения изученных показателей были выражены более значительно, чем в предыдущей группе. Так, активность холинэстеразы снизилась почти в 2 раза по сравнению с показателем ее до начала выработки экспериментальной патологии (117 и 207 мг% соответственно).
Активность щелочной фосфатазы возросла со 107,6 до 194,4 ед. Боданского. Исследование изменений -у-глобулинов и ß-липопротеидов, активности трансаминаз при действии формальдегида на фоне патологии печени подтвердили ту же закономерность действия яда, что и при изучении токсичности стирола.
Все указанные изменения у животных, получавших стирол и никотиновую кислоту, а также формальдегид и никотиновую кислоту, были более выражены, чем у животных с моделированным заболеванием.
Выявленные отклонения характеризовали различия показателей патологического процесса в печени без введения токсических агентов и при воздействии их на фоне заболевания. Однако совокупность их (более значительные изменения и раннее проявление ряда однонаправленных функций) позволяет говорить о несколько большей выраженности процесса интоксикации стиролом и формальдегидом в условиях развивающейся жировой дистрофии печени.
Выводы
1. Действие стирола и формальдегида, изученных на уровне пороговых доз, на фоне экспериментальной патологии печени проявляется более выраженно по сравнению с обычными условиями эксперимента.
2. При оценке токсичности новых химических соединений и полимерных материалов необходимо учитывать преморбидное состояние организма и, в частности, заболевания печени, предшествующие интоксикации.
ЛИТЕРАТУРА. Зитлер Т. Н. Бюлл. экспер. биол., 1949, т. 28, № 2, с. 136. — Черкес Л. А. Вопр. питания, 1954, № 1, с. 58. — Фишер А. Физиология и экспериментальная патология печени. Будапешт, 1961.—J ohnson, Moshe г, J. Am. ehem. Soc., 1950, v. 72, p. 3316. — К е n d а 1 L. P., Roma na t han A. N., Bioc-hem. J., 1952, v. 52, p. 430.
Поступила 27/V1II 1971 r.
