CC BY
61
[гиена и санитария 6/2012
чении индекса Кетле II оказывают влияние практически все рассматриваемые аспекты образа жизни. В большей мере подверженным влиянию факторов образа жизни среди студентов 2-й группы оказался уровень физической работоспособности.
Таким образом, среди анализируемых составляющих образа жизни наибольший вклад в состояние здоровья и физической работоспособности студентов вносит среднемесячный доход. Влияние данного фактора максимально выражено в группе студентов со средним материальным достатком. От уровня материального благополучия учащихся зависят качество питания и их образ жизни. Студенты с дефицитом или избытком массы тела в большей степени подвержены воздействию таких факторов образа жизни, как питание, физическая активность, вредные привычки и материальное благополучие.
Выявленные закономерности негативного воздействия сложившегося образа жизни на состояние здоровья студентов позволили разработать комплексную программу сохранения и укрепления их здоровья.
Литер атур а
1. Бароненко В.А., Рапопорт Л.А. Здоровье и физическая культура студента. - М.: Альфа-М, 2003.
2. Батрымбетова С.А. // Здравоохр. Рос. Федерации. - 2008. -№ 3. - С.25-39.
3. Горбач Н.А., Жарова А.В. // Здоровье, обучение, воспитание детей и молодежи в XXI веке: Материалы Международного конгресса (Москва, 12-14 мая 2004 г). Ч. 1. - М.: Издатель НЦЗД РАМН, 2004. - С. 263-265.
4. Зайцев В.П., Крамской С.И. // Гиг. и сан. - 2003. - № 2. - С. 46-48.
5. Картышева С.И., Соколова Н.В., Артюхова И.Г., Преснякова Н.М. // Материалы II конгресса РОШУМЗ с международным участием. - М.: Издатель НЦЗД РАМН, 2010. - С. 283-286.
6. Медик В.А., Осипова А.М. Университетское студенчество. Образ жизни и здоровье. - М.: Логос, 2003.
7. Миннибаев Т.Ш., Кузнецова Л.Ю., Силаев А.А. и др. // Здоровье, обучение, воспитание детей и молодежи в 21 веке: Материалы Международного конгресса (Москва, 12-14 мая 2004 г.). Ч. 2. - М.: Издатель НЦЗД РАМН, 2004. - С. 101-102.
8. Поздеева Т.В., Васильева О.Л. // Здоровье, обучение, воспитание детей и молодежи в XXI веке: Материалы Международного конгресса (Москва, 12-14 мая 2004 г). Ч. 1. - М.: Издатель НЦЗД РАМН, 2004. - С.123-125.
9. Рахманин Ю.А., Ушаков И.Б., Соколова Н.В., Рапопорт И.К. // Гиг. и сан. - 2010. - № 2. - С. 67-70.
10. Сахарова О.Б., Кику П.Ф., Гришанов А.В. // Информатика и системы управления. - 2010. - № 2. - С. 195-198.
11. Ушаков И.Б., Соколова Н.В. // Гиг. и сан. - 2007. - № 2. -С.56-58.
Поступила 06.02.12
Токсикология, экспериментальные исследования
О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2012 удк 614.37-092.9
Н.Н. Беляева, Р.И. Михайлова, Л.П. Сычева, О.Н. Савостикова, Е.А. Зеленкина, З.М. Гасимова, А.В. Алексеева, И.Н. Рыжова, А.А. Алтаева
оценка влияния многослойных углеродных нанотрубок на морфофункциональное клеточное состояние тонкого кишечника мышей
ФГБУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина Минздрава РФ, Москва
Эксперимент проведен на самцах мышей СВА*С57В1/6 и BALB/c, потреблявших в свободном питьевом режиме в течение 2 нед (мыши СВА*С57В1/6) и 2 мес (мыши BALB/c) воду, полученную с использованием углеродных нанотрубок. Контролем служили 3 группы животных: интактные и получавшие мелкодисперсный уголь в тех же концентрациях,что и при воздействии нанотрубок.
Обнаружено, что при воздействии максимальной из изученных концентраций углеродных нанотрубок происходят значительные изменения в тонкой структуре ворсинок тонкой кишки в виде увеличения числа деструктурированных ворсин и пролиферации эпителиоцитов, наиболее выраженные при пролонгировании воздействия до 2 мес.
Ключевые слова: клетки тонкой кишки мышей, воздействие углеродных нанотрубок
N. N. Belyaeva, R. I. Mikhailova, L. P. Sycheva, O. N. Savostikova, E. A. Zelenkina, Z. M. Gasimova, A. V Alekseeva,
i. N. Ryzhova, A. A. Altaeva - ASSESSING THE IMPACT OF MULTI -WALLED CARBON NANOTUBES ON THE MORPHOFUNCTIONAL STATE of THE cELL of THE Small INTESTINE of MIcE
Federal State Budgetary Institution A. N. Sysin Research Institute of Human Ecology and Environmental Health of the Ministry of Healthcare and Social Development, Moscow, Russian Federation
The experiment was conducted in male mice SBAchS57Vl/6 and Balb/c, which consumed water, obtained from the use of carbon nanotubes. in a free drinking regimen for 2 weeks (mice SBAchS57Vl / 6) and 2 months (mice Balb / c) Control group consisted of three groups of animals: intact and mice received fine coal in the same concentrations as under the impact of the nanotubes.
Under exposure to the maximal of the studied concentration of carbon nanotubes a significant change in the fine structure of the villi of the small intestine was found in the form of increasing the number of unstructured villi and proliferation of epithelial cells, most pronounced in duration of exposure until 2 months.
Keywords: cells of the small intestine in mice, the effects of carbon nanotubes
58
Морфофункциональная клеточная оценка тонкой кишки мышей, в течение 2 нед потреблявших с водой углерод в виде мелкодисперсного угля и нанотрубок
Значения показателей в разных группах
Показатель контроль (n = 6) воздействие нанотрубок в концентрациях: воздействие мелкодисперсного угля в концентрациях:
максимальной (n=6) минимальной (П = 5) максимальной (n=6) минимальной (n = 6)
Число мышей (в %) с нарушением целостности всасывающей каемки ворсинки кишки (М ± m) 96 ± 8 98,2 ± 5,4 98,8 ± 4,9 97,5 ± 5,9 97,5 ± 5,9
Число деструктурированных ворсин в кишке, М; S (доверительные границы) 5,3; 1,1 (2,7-7,9) 9,5; 0,5 (8,2-10,8) 5,2; 0,8 (3,6-6,8) 5,0; 0,6 (3,6-6,6) 5,5; 0,7 (3,8-7,2)
Выраженность деструктурированности ворсин, М; S (доверительные границы) 1,2; 0,2 (0,6-1,8) 1,8; 0,4 (0,9-2,7) 1,2; 0,2 (0,6-1,8) 1; 0,2 (0,6-1,4) 1,3; 0,2 (0,9-1,7)
Число ворсин с усилением пролиферации эпителия, М; S (доверительные границы) 0,2; 0,2 (0-0,6) 0,4; 0,2 (0-0,8) 0,4; 0,2 (0-1) 0,1; 0,2 (0-0,5) 0,4; 0,2 (0-0,8)
Гемодинамические сдвиги, М; S (доверительные границы) 0,2; 0,2 (0-0,6) 0,3; 0,4 (0-1,1) 0,2; 0,2 (0-0,8) 0,1; 0,2 (0-0,5) 0,2; 0,2 (0-0,6)
Число мышей с гемодинамическими сдвигами, % (М ± m) 16,7 ± 15,2 16,7 ± 15,2 20 ± 17,9 14,3 ± 13,2 16,7 ± 15,2
Пролиферация эпителиоцитов, М; S (доверительные границы) 0,2; 0,2 (0-0,6) 0,2; 0,2 (0-0,6) 0,2; 0,2 (0-0,8) 0,1; 0,2 (0-0,5) 0,3; 0,2 (0-0,7)
Активно развивающаяся наноиндустрия предлагает новые материалы, которые могут применяться в различных отраслях промышленности. Поскольку вещество в виде наночастиц и наноматериалов обладает свойствами, часто радикально отличающимися от их аналогов в форме макроскопических дисперсий или сплошных фаз, наночастицы и наноматериалы представляют собой принципиально новый фактор, воздействующий на организм и среду его обитания. Вместе с тем в настоящее время токсичность различных наноматериалов изучена крайне недостаточно, в том числе нет данных по метаболизму и механизму их действия, не определены критические органы и системы [2]. Так, в настоящее время создано большое количество углеродных наноматериалов, включая углеродные нанотрубки, которые предполагается использовать в качестве сорбирующего материала в процессе водоподготовки. Соответственно возникает необходимость гигиенической оценки эффективности и безопасности данного материала.
Целью работы является экспериментальная оценка воздействия углеродных многослойных нанотрубок на морфофункциональное клеточное состояние тонкой кишки теплокровных животных.
Беляева Н.Н. - д-р биол. наук, проф., зав. лаб. цитогистологии ([email protected]); Михайлова Р.И. - д-р мед. наук, проф., зав. лаб. гигиены питьевого водоснабжения и санитарной охраны водоемов ([email protected]); Сычева Л.П. - д-р биол. наук, зав. лаб. генетического мониторинга (mail:[email protected]); Савостико-ва О.Н. - канд. мед. наук, ст. науч. сотр. лаб. гигиены питьевого водоснабжения и санитарной охраны водоемов (savon05@yandex. ru); Зеленкина Е.А. - лаб.-исследователь лаб. цитогистологии ([email protected]); Гасимова З.М. - канд. биол. наук, ст. науч. сотр. лаб. цитогистологии ([email protected]); Алексеева А.В. - канд. мед. наук, ст. науч. сотр. лаб. гигиены питьевого водоснабжения и санитарной охраны водоемов ([email protected]); Рыжова И.Н. -канд. мед. наук, вед. науч. сотр. лаб. гигиены питьевого водоснабжения и санитарной охраны водоемов ([email protected]); Алтаева А.А. - канд. мед. наук., науч сотр. лаб. цитогистологии (belnatnik@ mail.ru).
Материалы и методы
Эксперимент проводили на самцах мышей СВАхС57В1/6 и BALB/c, потреблявших в свободном питьевом режиме в течение 2 нед (мыши СВАхС57В1/6) и 2 мес (мыши BALB/c) воду, содержащую многослойные углеродные нанотрубки (наружный диаметр 15-40 нм, внутренний диаметр 3-8 нм, длина 2 мкм и более, удельная геометрическая поверхность 0,4-0,5 м2/г). Для приготовления модельной воды навеску многослойного углеродного наноматериала массой 1 г вносили в 1 л воды (бутилированная вода 1-й категории качества), перемешивали с использованием ультразвукового гомогенизатора (Sonopuls HD 3200) в течение 30 с; получившийся маточный раствор отстаивали 24 ч и декантировали надосадочную жидкость. Полученная вода имела следующие характеристики: мутность 3 ед. ЕМФ, концентрация многослойных углеродных нанотрубок ~0,5 мг/л. Для приготовления второй модельной воды полученную надосадочную жидкость разбавляли бутилированной водой в 2 раза (характеристики: 1,2 ед. ЕМФ, концентрация многослойных углеродных нанотрубок ~0,2 мг/л). Первым контролем служила группа интактных животных, вторым контролем - модельные воды, содержащие мелкодисперсный уголь (стандартного материала, используемого при водоподготовке), которые готовились аналогично.
Эксперименты проводили в соответствии с правилами, принятыми Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных целей (Страсбург, 1986), и этическим комитетом НИИ ЭЧ и ГОС им. А.Н. Сысина. Животных содержали на стандартной диете в виварии института в условиях свободного доступа к воде и пище.
Для структурно-функционального исследования кишечника материал фиксировали в охлажденном 10% растворе нейтрального формалина по Лилли. Материал после стандартной обработки заключали в бальзам и окрашивали гематоксилином и эозином по стандартной методике [1]. Подготовленный таким образом материал
59
гиена и санитария 6/2012
Рис. 1. Ворсинки тонкой кишки в контрольной группе. Окраска гематоксилином и эозином; ув. 10^2^40.
Рис. 2.Ворсинки тонкой кишки мыши через 2 нед после употребления с водой нанотрубок в максимальной концентрации. Деструктурированные ворсинки за счет отрыва верхушки ворсинок и изменения их конфигурации; увеличение пролиферации эпителиоцитов, также нарушающее нормальную структуру ворсинок. Окраска гематоксилином и эозином, ув. 10x2x40.
просматривали на экране компьютера, спроецированного с микроскопа Motic, при увеличениях: для обзорного анализа 10 x 10 и 10 x 20, для морфометрического анализа 10 x 40 и 10 x 100. Морфометрически оценивали такие показатели, как целостность всасывающей каемки ворсинки кишки, определяемой по числу животных (в %), у которых была нарушена целостность каемки, число деструктурированных ворсин кишечника (как среднее на 100 ворсин), когда менялись конфигурации ворсин за счет увеличения складчатости и/или отрыва верхушек ворсинок, число ворсин (как среднее на 100 ворсин) с усилением пролиферации эпителиоцитов; по 3-балльной шкале определяли выраженность деструктурированности ворсин и гемодинамические сдвиги. Кроме того, вычисляли процент животных с гемодинамическими сдвигами.
Статистическую обработку результатов проводили с помощью программы Statistica для Windows 5.0. Межгрупповое сравнение показателей выполняли с использованием /-критерия Стьюдента.
Рис. 3. Число деструктурированных ворсинок тонкой кишки у контрольных мышей и получавших воду с максимальной концентрацией нанотрубок через 2 нед и 2 мес воздействия.
Здесь и на рис. 4: по оси абсцисс - группы животных в разные сроки эксперимента, по оси ординат - выраженность деструктурированности ворсинок (в баллах); 1 звездочка- достоверные изменения по отношению к контролю, 2 звездочки - к 2-недельному воздействию.
Рис. 4. Пролиферация эпителиоцитов ворсинок тонкой кишки у контрольных мышей и получавших воду с максимальной концентрацией нанотрубок через 2 нед и 2 мес воздействия.
Рис. 5. Деструктурированная ворсинка тонкой кишки у мыши, получавшей воду с максимальной концентрацией нанотрубок, через 2 мес воздействия. Окраска гематоксилином и эозином, ув. 10x2x40.
60
Результаты и обсуждение
При 2-недельном воздействии как при жизни, так и при вскрытии у животных всех исследованных групп видимые изменения не наблюдали, тогда как при 2-месячном воздействии модельных вод у мышей, получавших нанотрубки в максимальной концентрации, отмечали явления диспепсии, а при вскрытии - жировую дистрофию печени.
Показано, что через 2 нед (см. таблицу) в тонком отделе кишечника животных, получавших модельную воду с максимальным содержанием (0,5 мг/л) углеродных нанотрубок, по отношению как к интактным животным (рис. 1), так и к мышам, получавшим воду с мелкодисперсным углем в максимальной концентрации, происходило достоверное увеличение числа деструктурированных ворсин за счет отрыва верхушки ворсин и в меньшей степени за счет изменения их конфигурации (рис. 2). Кроме того, у отдельных животных (у 1 или 2 из групп) отмечалась тенденция к увеличению выраженности деструктурированности ворсин и пролиферации эпителиоцитов. Все остальные изученные в этой опытной группе показатели достоверно не менялись.
Величины показателей как при низкой концентрации нанотрубок, так и в группах, получавших с водой мелкодисперсный уголь в двух исследованных концентрациях, не отличались от аналогичных величин у интактных животных (см. таблицу), что позволило нам изучить пролонгированное воздействие нанотрубок, по-
требляемых с водой в максимальной концентрации при их 2-месячном воздействии.
Показано, что 2-месячное воздействие нанотрубок в максимальной концентрации приводит к значительному увеличению числа деструктурированых ворсин (рис. 3, 4), достоверно выраженному по отношению не только к интактной, но и к опытной группе, подвергавшейся 2-недельному воздействию нанотрубок в этой же концентрации, а также к достоверному увеличению пролиферации эпителиоцитов (рис. 5). Следовательно, при воздействии максимальной из изученных концентраций углеродных нанотрубок происходят значительные изменения в тонкой структуре ворсинок тонкой кишки, наиболее выраженные при пролонгировании воздействия.
Можно предположить, что нанотрубки или их осколки, попадая в кишечник, повреждают часть ворсин тонкой кишки, в результате чего в месте повреждения развивается компенсаторная пролиферация эпителиоцитов, приводящая к деструктурированности ворсин.
Литер атур а
1. Бонашевская Т.И., Беляева Н.Н., Кумпан Н.Б., Панасюк Л.В. Морфофункциональные исследования в гигиене. - М.: Медицина, 1984.
2. Онищенко Г.Г., Арчаков А.И., Бессонов В.В. и др. // Гиг. и сан. - 2007. - № 6. - С. 3-10.
Поступила 20.02.12
© Н.А. МАРТЫНОВА, Л.Г ГОРОХОВА, 2012 УДК 613.632-092.9
Н.А. Мартынова, Л.Г. Горохова
токсикологическая характеристика индола как основа его гигиенического регламентирования
НИИ комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний СО РАМН, Новокузнецк
Изучены токсические свойства индола. Установлено, что индол по величине LD50 относится к умеренно опасным веществам: LD 00 индола при введении в желудок для крыс и мышей составляет соответственно 1200 и 750 мг/кг. Индол обладает слабой способностью к кумуляции, оказывает выраженное раздражающее действие на глаза и умеренное - на кожу, а также неизбирательное раздражающее действие на дыхательные пути: Limjr находится на уровне Limac (77,8 мг/м3). Ориентировочный безопасный уровень воздействия индола в воздухе рабочей зоны 1 мг/ м3.
Ключевые слова: индол, токсикологическая характеристика, гигиеническое регламентирование
N. A. Martynova, L. G. Gorokhova - TOXICOLOGICAL INDOLE CHARACTERISTIC AS A BASIS FOR ITS HYGIENIC BRINGING UNDER REGULATIONS
Federal State Budgetary Establishment Research Institute for Complex Problems of Hygiene and Occupational Diseases of the Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences, Novokuznetsk, Russia
The toxic properties of indole have been studied in terms of LD50 indole was established to refer to moderately hazardous substances: in case of indole introducing into the stomach in rats and mice, DL50 is 1200 mg/kg and 750 mg/kg respectively. Indole has a weak ability to cumulation, and has a strong irritant effect to the eyes and a moderate one to the skin. Indole has indiscriminate irritating effect on the respiratory tract: Limir is at Limac (77,8 mg/m3). The occupational exposure of indole in the working area is 1 mg/m3.
Key words: indole, toxicological characteristic, hygienic bringing under regulations
Мартынова Н.А. - канд. мед. наук, ст. науч. сотр. лаб. прикладных гигиенических исследований ([email protected]); Горохова Л.Г. - канд. биол. наук, ст. науч. сотр. лаб. экспериментальных гигиенических исследований ([email protected]).
Объем производства химико-фармацевтической промышленности существенно ниже, чем других отраслей. Однако это производство имеет ряд таких особенностей, как использование большого количества разнообразных видов химического сырья, многообразие промежуточ-
61
