CC BY
8
Таким образом, анализ полученных данных позволяет заключить, что действие Сг6+ даже в относительно невысоких концентрациях приводит к усилению процессов перекисного окисления липидов в клеточных мембранах семенника. Накопление в половых клетках перекисных продуктов оказывает влияние на процессы мейоза, а также, вероятно, воздействует на ДНК клетки и вызывает в них мутационные изменения, что приводит к увеличению количества патологических сперматозоидов и как следствие — гибели плодов.
Литература
1. Владимиров Ю. А.. Арчаков А. И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. — М., 1972.
2. Габер Е. С., Данилова Л. В., Князева Е. Ф. Сперматогенез и его регуляция. — М.. 1983.
3. Гормональная регуляция размножения у млекопитающих / Под ред. К. Остина, Р. Шрота: Пер. с англ. — М.. 1987.
4. Дощанова А. М. Состояние репродуктивной системы жен-шин, проживающих в хромовой биогеохимической провинции: Автореф. дис. ... д-ра мед. наук. — СПб., 1996.
5. Курмангалиев О. М. Обшее токсическое и специфическое (гонадотоксическос) действие шестивалснтного хрома на мужской организм: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. — М., 1990.
6. Коспиок В. А., Пошапович А. И.. Лунец Е. В. // Вопр. мед. химии. - 1983. - № 4. — С. 125-127.
7. Клебанов Г. И.. Бабенкова И. В.. Теселкин Ю. О. // Лаб. дело. - I98S. - № 2. - С. 59-62.
8. Осадчий П. В.. Илыок В. О. // Научно-технический прогресс и здоровье населения. — Красноярск, 1990. — С. 89.
9. СаноцкшV И. В., Фоменко В. Н. Отдаленные последствия неорганических соединений. — М., 1989.
10. Хром (Гигиенические критерии состояния окружающей среды. 61. ВОЗ) - Женева. 1990.
11. Чеботарев А. Н., Бочков Н. П. Наследственность человека и мутагены внешней среды. — М.. I9S9.
12. Asakawa С.. Matsushita S. // Lipids. — 1980. — Vol. 15. N 3. - P. 137-140.
13. Saxena О. К.. Murthy R. С.. DaI В. // Rcproduct. Toxicol. — 1990. - Vol. 4. N 3. - P. 223-228.
Поступила 28.10.96
<Гэ КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1997 УДК 612.3.06:546.47|.084
Т. Д. Здолышк., Е. А. Строев, В. Ф. Горбчч ОЦЕНКА ФУНКЦИИ ПИЩЕВАРЕНИЯ У БЕЛЫХ КРЫС ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ СОЕДИНЕНИЙ
ЦИНКА
Рязанский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова
Использование металлов и их соединений в производственной и хозяйственной деятельности приводит к выраженной антропогенной миграции данных веществ в окружающей среде и проникновению в организм человека с воздухом, водой, пищей.
Независимо от пути поступления металлов же-лудочно-кишечный тракт является для них входными воротами и органом выделения [б], что свидетельствует о безусловной возможности нарушения структуры и функции органов пищеварения за счет токсического воздействия указанных веществ. Несмотря на значительный объем литературы о токсическом действии металлов, информация об их влиянии на органы пищеварения содержится в единичных работах и представлена главным образом результатами морфологических исследований.
Целыо работы явилось изучение функции пищеварения при воздействии соединений цинка — металла, наиболее широко применяемого в промышленности и вызывающего острые отравления с диспепсическими симптомами |1|. Растворимый в воде хлорид (368 г/100 г) и практически нерастворимый оксид (1,6 х 104 г/100 г) цинка вводили белым крысам (по 8—10 животных в группе) перорально ежедневно в течение 2 недель в дозе 25 мг/кг в пересчете на цинк. О функции пищеварения судили по состоянию гидролиза углеводов, составляющих основной рацион грызунов. Для оценки переваривания углеводов использовали результаты исследования активности амилазы (амилокластическим методом |4|) и мальтазы (по методу И. С. Лукомской |5|) в полостной, мембранной фракциях, гомогенате кишки декапити-рованных животных (20 см от пилорического сфинктера желудка по А. М. Уголеву [7|), а также
гликемических показателей после введения глюкозы, мальтозы, крахмала (1,5 г/кг). Мальтозу и крахмал вводили перорально, глюкозу — перорально и интраперитонеально для исключения ложной трактовки результатов за счет возможного влияния соединений цинка на механизмы, регулирующие уровень сахара в крови. Содержание глюкозы в крови в соответствии с рекомендациями литературы и результатами собственных исследований [2, 3, 8| определяли через 15, 30, 45 и 60 мин после нагрузки. Оценку гликемических кривых проводили по величине гликемического коэффициента Бодуэна (отношение содержания глюкозы в крови после введения углеводов к исходному уровню), а также по соотношению коэффициентов Бодуэна при пероральном введении разных углеводов и разных путях поступления глюкозы. Глюкозо-глюкозный коэффициент (ро/ ¡р)1 использовали как дополнительный показатель функции всасывания, а мальтозо-глюкозный и крахмало-глюкозный коэффициенты наряду с коэффициентами Бодуэна при введении мальтозы и крахмала расценивали в качестве характеристик функции гидролиза сложных углеводов.
Результаты исследования представлены в таблицах.
По завершении затравки хлоридом цинка статистически значимые изменения гликемических показателей при нагрузке глюкозой (табл. 1) наблюдались в первые 30 мин исследования и характеризовались снижением коэффициента Бодуэна и падением глюкозо-глюкозного (ро/1р) коэффициента, что свидетельствует о нарушении про-
'При меч анис. Звездочка, ро — коэффициент Бодуэна при пероральном введении глюкозы: ip — коэффициент Бодуэна при интраперитонеальном введении глюкозы.
Таблица I
Гликсмическис показатели белых крыс после введения углеводов в конце затравки хлоридом цинка (М ± /и)
Углевод (способ I ; Коэффициент | I Время после введения ' Группа животных ; Соотношение показателей
введения) углевода (в мни) контрольная опытная групп (в 9г> к контролю)
Глюкоза (ин- Бодуэна 15 2.00 ±0.12 2,24 ±0,11 112
траперитонс- 30 1,70 ± 0.12 1,81 ± 0,09 106
ально (/р) 45 1.51 ± 0.07 1.63 ± 0,07 108
60 1.44 ± 0,09 1,61 ± 0,07 112
Глюкоза (перо- Бодуэна 15 1,57 ± 0.08 1,33 ± 0.08* 85
рал ьно (ро) 30 1.72 ± 0,08 1,41 ± 0,10* 82
45 1,63 ± 0,09 1.49 ± 0,10 91
60 1.62 ± 0,07 1.59 ± 0.11 98
Глюкозо-глюкоз- 15 0.79 ± 0,05 0.59 ± 0,06* 75
ный (ро/|р) 30 1,01 ± 0,07 0.78 ± 0.06* 77
45 1,08 | 0.11 0.91 ± 0,12 84
60 1.13 ± 0,10 0.99 ± 0.09 88
Мальтоз;! (пе- Бодуэна 15 1,75 ± 0.07 1.40 ± 0.10* 80
рорально) 30 1.82 ± (Ш 1.57 ± 0.07* 86
45 1.44 ± 0.11 1.47 ± 0,11 102
60 1.37 ± 0.06 1.36 ± 0,14 99
Мальтозо-глюкоз- 15 1,11 ± 0,06 1.05 ± 0.06 95
ный 30 1,06 ± 0.06 1.11 ± 0,08 105
45 0.8в ±0.10 0,99 ± 0,09 113
60 0.85 ±0,11 0,86 ±0,12 101
Крахмал (перо- Бодуэна 15 1,51 ± 0,08 1.24 ± 0,04* 82
рально) 30 1.54 ± 0.06 1,35 ± 0.06* 88
45 1.42 ± 0,07 1.25 ± 0.08 88
60 1,40 ± 0,09 1.33 ± 0.06 95
Крахмало-глкжоз- 15 0.96 ± 0.08 0.93 ± 0,07 97
ный 30 0,90 ± 0,06 0.96 ± 0.09 107
45 0.88 ± 0,08 0,84 ±0.10 95
60 0.86 ±0,12 0.84 ± 0.1! 98
Примечание. Здесь и в табл. 2—4: звездочка — р < 0,05.
Таблица 2
Активность кишечных гидролаз у крыс в конце затравки хлоридом цинка (М ± т)
Фермент
Субстрат-фракция кишки
Группа животных
контрольная
! Соотношение показателей . групп (в % к контролю)
Мальтаза (ммоль/г/ч)
Амилаза (г/г/ч)
Полостная
Мембранная
Гомогенат
Полостная
Мембранная
Гомогенат
0.200 ± 0.016 0.232 ± 0.024 0,636 ±0.128 0,897 ±0,134 0,580 ± 0,1 17 0,534 ± 0,101
0.209 ± 0,036 0.254 ± 0.041 1.090 ± 0.159* 0,545 ± 0,112* 0,592 ±0.177 0.627 ±0,149
105 109 170 61 102 119
цесса всасывания в кишечнике. Подтверждением данного вида патологии служит и падение коэффициента Бодуэна после введения мальтозы и крахмала в те же сроки исследования при отсутствии изменений мальтозо-глюкозного и крахмало-глюкозного коэффициентов.
Значительное (на 70%) повышение активности мальтазы (р < 0,05) и некоторое (на 19%) увеличение содержания амилазы в гомогенате кишки (табл. 2) может быть расценено как проявление раздражающего действия хлорида цинка, а также как компенсаторная реакция на снижение уровня глюкозы в крови за счет нарушения всасывания. Заметное (на 39%) падение активности амилазы в полостной фракции тонкой кишки (р < 0,05) указывает на подавление экскреторной функции поджелудочной железы из-за нарушения ее структуры |9].
Оксид цинка, также как и хлорид, оказывает токсическое воздействие на функцию всасывания,
но с менее выраженной степенью проявления. Статистически значимые изменения гликемиче-ских показателей после нагрузки углеводами отмечались лишь в первые 15 мин (табл. 3) и заключались в снижении коэффициента Бодуэна при введении глюкозы и мальтозы и падении глюко-зо-глюкозного коэффициента (ро/1р).
Незначительное повышение активности мальтазы и амилазы в гомогенате тонкой кишки после введения оксида цинка (табл. 4) свидетельствует о том, что данное соединение обладает раздражающим эффектом, но в меньшей степени, чем хлорид. Существенное увеличение {р < 0,05) содержания амилазы в полостной (на 26%) и мембранной (на 34%) фракциях кишки можно считать проявлением компенсаторной реакции поджелудочной железы на нарушение всасывания глюкозы.
Представленные материалы позволяют сделать следующее заключение. Оба исследованных со-
Таблица 3
Гликсмичсскис показатели белых крыс после введения углеводов в конце затравки оксидом цинка (А/ ± т)
Углевод (способ Время после введения | Группа животных \ Соотноше1шс показателей
введения) Кол |>с|>11 пиепт углевода (в мин) контрольная опытная 1 -рупп (в ЧЪ к контролю)
Глюкоза (ин- Бодуэна 15 1,96 ± 0,07 2.10 ± 0,14 107
траперитоне- 30 1,89 ±0,06 2,02 ±0,18 107
ально (¡р) 45 1.80 ± 0,07 1,99 ± 0,15 111
60 1,71 ± 0,10 1.86 ± 0.12 109
Глюкоза (перо- Бодуэна 15 1,66 ± 0.09 1.40 ± 0.05* 84
рал ьно (ро) 30 1,72 ± 0.14 1.59 ± 0.10 92
45 1,63 ± 0,11 1.59 ± 0.08 98
60 1,57 ± 0.10 1.56 ± 0.06 99
Гл юкозо- гл юкоз- 15 0,86 ± 0.06 0,68 ± 0,04* 79
ный (ро/1р) 30 0.94 ± 0.07 0.86 ±0,15 91
45 0.98 ±0.10 0,84 ± 0,11 86
60 1.02 ± 0.13 0.88 ± 0,07 36
Мальтоза (пе- Бодуэна 15 1,57 ± 0,06 1,37 ± 0,07* 87
рорально) 30 1.72 ± 0.10 1,57 ± 0,14 91
45 1.67 ± 0.06 1.51 ± 0,12 90
60 1.66 ± 0.04 1.47 ± 0,11 89
Мальтозо-глюкоз- 15 0,94 ± 0.09 0,98 ± 0,06 104
ный 30 1.09 ± 0.13 0,93 ± 0.11 85
45 1,07 ± 0.10 0,92 ± 0.09 86
60 1,06 ± 0,07 0,95 ± 0.07 90
Крахмал (перо- Бодуэна 15 1,36 ± 0,08 1.34 ± 0.09 99
рально) 30 1.27 ± 0.08 1.22 ± 0.06 96
45 1.32 ± 0.08 1,30 ± 0,06 98
60 1.44 ± 0,08 1,40 ± 0.06 97
Крахмало-глюкоз- 15 0,84 ± 0,07 0.96 ± 0.07 114
ный 30 0,74 ± 0.06 0.78 ± 0.04 105
45 0,84 ± 0,08 0.83 ± 0.05 99
60 0,94 ± 0.08 О.вб ± 0.05 91
Таблица 4
Активность кишечных гидролаз у крыс в конце затравки оксидом цинка (М ± т)
; Группа животных
Соотношение покизптслсй групп (и то к контролю)
ч-'ермш 1 |
контрольная опытная
Мальта за (ммоль/г/ч) Полостная 0,184 ± 0,027 0,172 ± 0,013 93
Мембранная 0.189 ± 0,025 0,195 ± 0,023 103
Гомогснат 0.691 ± 0,038 0,775 ± 0,045 112
Амилаза (г/г/ч) Полостная 0,754 ± 0.055 0,950 ± 0,057* 126
Мембранная 0,785 ± 0.067 1.052 ± 0,068* 134
Гомогснат 0.748 ± 0,054 0,827 ± 0.083 по
единения цинка оказывают местный токсический эффект на слизистую кишечника, вызывая однотипную реакцию в виде нарушения всасывания глюкозы. Проявление данного вида токсического действия у растворимого хлорида цинка выражено сильнее, чем у практически нерастворимого оксида. Активность ферментов энтероцитов мальтазы и кишечной у-амилазы в гомогенате ткани кишки увеличивается при введении обоих соединений. Более высокая степень проявления данной реакции отмечается у животных, затравленных хлоридом цинка. Повышение активности указанных ферментов можно рассматривать в качестве одной из сторон механизма компенсации нарушения всасывания глюкозы и показателя раздражающего действия как соединений цинка, так и продуктов бактериального расщепления глюкозы, присутствующей в содержимом кишечника за счет нарушения всасывания. Содержание панкреатической а-амилазы при введении оксида цинка компенсаторно повышается, особенно в полостной и мембранной фракциях. Амилолити-
ческая активность полостной фракции под действием хлорида цинка, наоборот, значительно снижается, что свидетельствует о резорбтивном действии данного соединения, проявляющемся в панкреотоксическом эффекте.
Выводы. 1. Соединения цинка оказывают местное токсическое действие на слизистую кишечника, заключающееся в нарушении всасывания глюкозы и раздражающем эффекте в виде усиления секреции ферментов энтероцитами.
2. Проявление местного токсического эффекта более значительно выражено у хлорида цинка.
3. Хлорид цинка обладает общерезорбтивным действием в виде панкреотоксического эффекта.
4. Различия в характере и силе токсического действия хлорида и оксида цинка обусловлены их разной растворимостью.
5. Одной из сторон механизма диареи, возникающей, по данным литературы, при острых отравлениях соединениями цинка, может быть нарушение всасывания глюкозы.
Литерату р а
1. Габонич Р. Д., Припутшш Л. С. Гигиенические основы охраны продуктов питания от вредных химических веществ. — Киев. 1987.
2. Даповскип Л. В. Клинические исследования мембранного пищеварения. — Казань, 1976.
3. Здолышк Т. Д.. Горбач В. Ф.. Коршунова Е. П. // Рос. мед,-биол. вестн. им. акад. И. П. Павлова. — 1996. — N° 1—2. - С. 70-75.
4. Колб В. Г.. Камышников В. С. Справочник по клинической химии. — Минск, 19S2.
5. Лукомская И. С. // Современные методы в биохимии. — М.. 1977. - С. 127-131.
6. Основы общей промышленной токсикологии: Руководство / Под ред. Н. А. Толоконцепа, В. А. Филова. — Л., 1976.
7. Уголев А. М. Физиология и патология пристеночного (контактного) пищеварения. — Л., 1967.
8. Фролькнс А. В. Функциональная диагностика заболеваний кишечника. — М., 1973.
9. Цинк и его соединения. Научные обзоры современной литературы по токсичности и опасности химических веществ / Под общ. ред. Н. Ф. Измерова. — М., 1985. — Вып. 94.
Поступила IS. 11.96
® КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1997 УДК 614.7:612.46.08
Н. В. Зайцева, Т. С. Уланова, Т. В. Нурисламова, Т. Д. Карнажицкая, Д. А. Гимерверт ИЗУЧЕНИЕ КИНЕТИКИ о-ТОЛУИДИНА В ОРГАНИЗМЕ
НИ клинический институт детской экопатологии, Пермь
Особую актуальность в работах по ускоренной регламентации вредных веществ в объектах окружающей среды имеют вопросы, связанные с изучением кинетики транспортно-распределительных процессов поведения веществ в организме |2]. Методологические основы получения зависимостей концентрация—доза—время—эффект общетоксического действия ксенобиотиков на организм с позиций химической и биологической кинетики известны |1, 4—7) и используются при проведении экспериментальных исследований. Для изучения кинетических закономерностей транспортно-распределительных процессов в крови, моче и тканях внутренних органов исследовали содержание о-толуидина (ОТ) в биологических жидкостях и гомогенатах тканей.
Определение концентрации ОТ в биологических жидкостях (кровь, моча) и гомогенатах тканей |3| осуществляли методом газовой хроматографии с детектором ионизации в пламени, в качестве неподвижной жидкой фазы использовали 3% 0\М, нанесенную на хроматон /У'-супер. Извлечение ОТ из биологических сред проводили методом экстракции в хлороформ. Хлороформен-ный экстракт хроматографировали, количественное определение выполняли методом абсолютной калибровки. Сравнительный анализ содержания ОТ в крови, моче и тканях внутренних органов белых крыс в различные промежутки времени, считая от момента введения, позволил установить, что изучаемое соединение в крови циркулирует дольше, чем в тканях внутренних органов. Наибольшая концентрация ОТ была выявлена в крови через 30 мин после однократного введения
— 1,928 мкг/мл, в печени — 1,168 мкг/г, в сердце
— 0,294 мкг/г, в почках — 1,620 мкг/г, в селезенке — 0,667 мкг/г, в головном мозге — 0,628 мкг/г, в семенниках — 0,190 мкг/г. Через 1 ч происходило снижение уровня изучаемого соединения в крови и органах с последующим выведением с мочой.
Для вычисления кинетических параметров, характеризующих процессы накопления—выведения ОТ из крови и гомогенатов тканей и построения зависимости доза—концентрация вещества в биосубстратах—время была произведена оценка экспериментальных исследований токсико-кинетиче-
ских процессов путем построения математической модели. Математическая модель, описывающая динамику концентрации вещества в крови, моче и тканях внутренних органов при поступлении в систему известной дозы вещества и последующего удаления дозы по аналогичному закону, получена на основании результатов экспериментальных исследований и имеет вид
С= в-е-*''- е-*'. (1)
где С — концентрация вещества в биосубстрате, мкг/мл; В — коэффициент насыщения, мкг/мл;
К — константа накопления, ч ; х — константа
выведения, ч_|; t — время, ч.
Для оценки параметров математической модели |2|, описывающей кинетические процессы поступления и выведения соединения из крови, мо-*чи и тканей внутренних органов, использовали численные методы нелинейного программирования (комплексный метод, метод Хука—Дживса), реализованных в пакете прикладных программ для ПЭВМ 1ВМ-РС/АТ. Были определены кинетические параметры: константа накопления (К), константа выведения (х), коэффициент насыщения (В). Полученное уравнение является простейшей математической моделью процесса поступления в организм и выведения неизменяющихся веществ. Уравнение является экспоненциальным с постоянными К и х- Важными характеристиками поведения вещества в биологической среде являются: его максимальная концентрация (Стах) и время ее достижения (/т.1Х) [4]. Величину /]ШХ выражали аналитическим путем дифференцирования уравнения (1), откуда следует
¡,тх= \(К-х-тюх- (2)
Уравнения, описывающие динамику концентрации ОТ в биологических средах и их кинетические параметры, даны в табл. 1.
Как следует из результатов исследований, распределение ОТ в крови, моче и тканях внутренних органов во времени определяется константами А" и х- Сравнительная оценка величин К их, полученных на основе экспериментальных данных с использованием токси ко-кинетического4 анализа, показала, что скорость накопления ОТ в
